用電位差計(jì)測量電動勢PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1用電位差計(jì)測量電動勢用電位差計(jì)測量電動勢用電壓表直接測量電源電動勢，由用電壓表直接測量電源電動勢，由于電源內(nèi)阻產(chǎn)生電壓降而使結(jié)果偏小。于電源內(nèi)阻產(chǎn)生電壓降而使結(jié)果偏小。本實(shí)驗(yàn)通過電位差計(jì)來測量未知電動勢本實(shí)驗(yàn)通過電位差計(jì)來測量未知電動勢，采用兩種基本測量方法，采用兩種基本測量方法補(bǔ)償法補(bǔ)償法和和比較法比較法，從而解決了測量不準(zhǔn)的問題。，從而解決了測量不準(zhǔn)的問題。該方法的優(yōu)點(diǎn)是該方法的優(yōu)點(diǎn)是測量精密度高、測量范測量精密度高、測量范圍寬廣。圍寬廣。第1頁/共24頁1掌握電位差計(jì)的工作原理、電路結(jié)構(gòu)掌握電位差計(jì)的工作原理、電路結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。和特點(diǎn)。2學(xué)習(xí)用線式電位差計(jì)測量電動勢。學(xué)習(xí)用線式電位

2、差計(jì)測量電動勢。第2頁/共24頁1一般方法一般方法在測量電池電動勢在測量電池電動勢Ex時(shí)，一般是在電池時(shí)，一般是在電池兩端并聯(lián)上伏特表，此時(shí)兩端并聯(lián)上伏特表，此時(shí)rIEUxDC由于電源內(nèi)阻由于電源內(nèi)阻r的存在，測量值不準(zhǔn)！的存在，測量值不準(zhǔn)！【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)原理】第3頁/共24頁DCSExIR在電阻兩端加電壓，接通開關(guān)，調(diào)節(jié)在電阻兩端加電壓，接通開關(guān)，調(diào)節(jié)C、 D間電壓（間電壓（此電壓在回路中與此電壓在回路中與Ex 反向，起反向，起補(bǔ)償作用補(bǔ)償作用）使檢流計(jì)（）使檢流計(jì)（）中無電流，指針不）中無電流，指針不偏轉(zhuǎn)，此時(shí)偏轉(zhuǎn)，此時(shí)Ex =UCD，測量此時(shí)，測量此時(shí)UCD 即為待測電即為待測電動勢

3、。動勢。補(bǔ)償回路補(bǔ)償回路【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)原理】第4頁/共24頁電位差計(jì)共有三個(gè)回路：上半部分為工作回路（電位差計(jì)共有三個(gè)回路：上半部分為工作回路（n），下半部分為兩個(gè)補(bǔ)償回路：一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)電池補(bǔ)償回路（），下半部分為兩個(gè)補(bǔ)償回路：一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)電池補(bǔ)償回路（ ），一個(gè)是待測電動勢補(bǔ)償回路（），一個(gè)是待測電動勢補(bǔ)償回路（） ?！緦?shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)原理】第5頁/共24頁比較法比較法測電動勢（測電動勢（前提：保證工作回路電流前提：保證工作回路電流不變不變）。）。待測電動勢補(bǔ)償回路達(dá)到補(bǔ)償時(shí)：待測電動勢補(bǔ)償回路達(dá)到補(bǔ)償時(shí)：【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)原理】xxCDLrIEU0其中其中Ex（待測電池的電動勢待測電池的電

4、動勢）未知，）未知，ES （標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢）已知。）已知。 Lx為為CD間長度，間長度， LS為為CD間長度，均可測量。間長度，均可測量。 r0為為A、B間電阻絲單位長度的阻值。間電阻絲單位長度的阻值。（1）標(biāo)準(zhǔn)電池補(bǔ)償回路達(dá)到補(bǔ)償時(shí)：標(biāo)準(zhǔn)電池補(bǔ)償回路達(dá)到補(bǔ)償時(shí)：SSDCLrIEU0（2）第6頁/共24頁xxCDLrIEU0SSDCLrIEU0（1）、（）、（2）兩式相除，得：）兩式相除，得：xSSxLLEE其中其中 ，稱為電阻絲單位長度的電壓降，稱為電阻絲單位長度的電壓降。0IrLESS【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)原理】（3）第7頁/共24頁u UJ-11電位差計(jì)（十一線式電位差計(jì)）

5、電位差計(jì)（十一線式電位差計(jì)）u 檢流計(jì)（檢流計(jì)（AZ19型）型）u 直流穩(wěn)壓電源（直流穩(wěn)壓電源（3V）u 滑線變阻器滑線變阻器u 標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)準(zhǔn)電池u 待測電池待測電池u 單刀單擲開關(guān)單刀單擲開關(guān)u 固定電阻固定電阻u 連接導(dǎo)線若干連接導(dǎo)線若干【實(shí)驗(yàn)儀器】【實(shí)驗(yàn)儀器】第8頁/共24頁u UJ-11電位差計(jì)（十一線式電位差計(jì)）電位差計(jì)（十一線式電位差計(jì)）電阻線電阻線AB長，長，5m往復(fù)繞在往復(fù)繞在11個(gè)接線插孔上，個(gè)接線插孔上，繞在繞在0B上。上。電阻絲電阻：電阻絲電阻：電阻絲允許最大電流：電阻絲允許最大電流：【實(shí)驗(yàn)儀器】【實(shí)驗(yàn)儀器】AB0第9頁/共24頁u檢流計(jì)檢流計(jì)（AZ19型）型）【實(shí)驗(yàn)儀器

6、】【實(shí)驗(yàn)儀器】第10頁/共24頁u直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源(3V)【實(shí)驗(yàn)儀器】【實(shí)驗(yàn)儀器】第11頁/共24頁u滑線變阻器滑線變阻器312【實(shí)驗(yàn)儀器】【實(shí)驗(yàn)儀器】第12頁/共24頁u 標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)準(zhǔn)電池【實(shí)驗(yàn)儀器】【實(shí)驗(yàn)儀器】)(10)20(10)20(4)20()(625VttEtESS在室溫在室溫+20時(shí)，時(shí)，)20(SEV第13頁/共24頁1在在關(guān)閉電源、斷開開關(guān)關(guān)閉電源、斷開開關(guān)的情況下連接電路；的情況下連接電路；注意：注意：工作電源、標(biāo)準(zhǔn)電池和待測電池一定要正極對正極、負(fù)極對負(fù)極。工作電源、標(biāo)準(zhǔn)電池和待測電池一定要正極對正極、負(fù)極對負(fù)極?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】第14頁/共2

7、4頁【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】第15頁/共24頁2校準(zhǔn)電位差計(jì)（校準(zhǔn)電位差計(jì)（提供合適的工作電流提供合適的工作電流）并測）并測LS要求：電阻絲每米電壓降約要求：電阻絲每米電壓降約SSLEA/工作電流過大過小，會使工作電流過大過小，會使 UCD也過大過小也過大過小，補(bǔ)償回路將無法調(diào)到補(bǔ)償狀態(tài)。因而工作回，補(bǔ)償回路將無法調(diào)到補(bǔ)償狀態(tài)。因而工作回路需要校準(zhǔn)。路需要校準(zhǔn)。再再計(jì)算計(jì)算出出電阻絲電阻絲DCSL長長【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】)(10)20(10)20( 41.0186)(625VtttES由給定公式計(jì)算出由給定公式計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢電動勢ES LS= (以室溫

8、20為例)第16頁/共24頁校準(zhǔn)方法：校準(zhǔn)方法：接通電源開關(guān)接通電源開關(guān)S S1 1 ，接入標(biāo)準(zhǔn)電池，接入標(biāo)準(zhǔn)電池E Es s，將插頭，將插頭C C插在數(shù)字插在數(shù)字5 5的插孔上，滑動觸頭的插孔上，滑動觸頭D D移到處，按下觸頭移到處，按下觸頭D D ，調(diào)節(jié)滑線變阻器，調(diào)節(jié)滑線變阻器R Rn n ，使檢流計(jì)指針指零（注意檢流計(jì)檔位的使用）。接通，使檢流計(jì)指針指零（注意檢流計(jì)檔位的使用）。接通S S3 3（等于去掉保護(hù)電阻（等于去掉保護(hù)電阻R R），再次微調(diào)），再次微調(diào)R Rn n ，使，使P P的指針指零，此時(shí)電阻絲上每米電壓降的指針指零，此時(shí)電阻絲上每米電壓降A(chǔ) A = =伏伏/ /米。米。

9、測量測量Ls ：實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)滑線變阻器實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)滑線變阻器R Rn n難以使檢流計(jì)指針指零，可以微調(diào)滑動觸頭難以使檢流計(jì)指針指零，可以微調(diào)滑動觸頭D D的位置，以使檢流計(jì)指針指零，但這時(shí)要記錄的位置，以使檢流計(jì)指針指零，但這時(shí)要記錄L Ls s的值（不是的值（不是5.0930m 5.0930m ）。）?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】第17頁/共24頁斷開斷開S3 ，固定，固定Rn和工作電源電壓（和工作電源電壓（保持工保持工作電流不變作電流不變）。）。接入接入Ex，將滑動觸頭，將滑動觸頭D D移到靠近尺的左邊移到靠近尺的左邊處，移動插頭處，移動插頭C C在不同插孔處，按下觸頭在不同插孔處

10、，按下觸頭D D ，找出使找出使P P的指針偏轉(zhuǎn)方向相反的兩個(gè)相鄰數(shù)字的指針偏轉(zhuǎn)方向相反的兩個(gè)相鄰數(shù)字的插孔，將插頭的插孔，將插頭C C插在數(shù)字小的插孔上，然后插在數(shù)字小的插孔上，然后向右移動觸頭向右移動觸頭D D ，點(diǎn)按式點(diǎn)按式接觸接觸D D ，直到，直到P P的指的指針指零。接通針指零。接通S3 ，稍微調(diào)節(jié)觸頭，稍微調(diào)節(jié)觸頭D D的位置，當(dāng)?shù)奈恢?，?dāng)P P的指針不偏轉(zhuǎn)時(shí)的指針不偏轉(zhuǎn)時(shí)( (靈敏度取較高的檔位靈敏度取較高的檔位) )，記，記錄錄CDCD間電阻絲的長度間電阻絲的長度Lx 。 3測測xL【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】第18頁/共24頁重復(fù)測量重復(fù)測量5次次 單位：單位：m

11、表測量長度表測量長度Ls、 Lx 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】12345平 均值LsLx計(jì)算不確定度（不計(jì)B類不確定度 ） 45)(78.251iSSLLLLStUSS45)(78.251iXXLLLLStUXXinstEUUS第19頁/共24頁計(jì)算平均值計(jì)算平均值xSSxLLEE【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】估算不確定度，寫出結(jié)果表達(dá)式。估算不確定度，寫出結(jié)果表達(dá)式。(1)EX不確定度 222XLSLSErELULUEUUXSSXXXrEXEUEU第20頁/共24頁【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】(2)寫出結(jié)果表達(dá)式 XEXXUEE%100XErEEUUXXSLSSUEL%

12、100SLrLLUUSSXLXXUEL%100XLrLLUUXXinstSSUEE第21頁/共24頁u 工作電源工作電源E、標(biāo)準(zhǔn)電池、標(biāo)準(zhǔn)電池ES和待測電池和待測電池Ex一定要一定要正極對正極、負(fù)極對負(fù)極；正極對正極、負(fù)極對負(fù)極；u 實(shí)驗(yàn)中禁止使滑動觸頭實(shí)驗(yàn)中禁止使滑動觸頭D在電阻絲上滑動著找在電阻絲上滑動著找平衡點(diǎn)，以免磨損電阻絲，而是采用躍按方式平衡點(diǎn)，以免磨損電阻絲，而是采用躍按方式；u正確使用檢流計(jì)；正確使用檢流計(jì)；u標(biāo)準(zhǔn)電池內(nèi)裝有玻璃容器，容器內(nèi)盛有化學(xué)液標(biāo)準(zhǔn)電池內(nèi)裝有玻璃容器，容器內(nèi)盛有化學(xué)液體，要防止震動和摔壞，不可倒置。體，要防止震動和摔壞，不可倒置?！咀⒁馐马?xiàng)】【注意事項(xiàng)】第22頁/共24頁1 1調(diào)節(jié)電位差計(jì)達(dá)到補(bǔ)償狀態(tài)的必要條件是調(diào)節(jié)電位差計(jì)達(dá)到補(bǔ)償狀態(tài)的必要條件是什么？（提示：什么？（提示：E E與與E ES S、E Ex x之間的極性有什么之間的極性有什么要求？）要求？）2