用箱式电势差计测温差电动势

1、用箱式电势差计测温差电动势预习思考题:1. 为什么当两种金属的两个接触点温度不同时会产生温差电动势？它与哪些因素有关？答：设有两种不同的金属 A和B，其电子数密度分别为nA和电子逸出 功为Wa和Wb，且，nAnB, Wa vWb。当AB两金属接触时，由A金属逸 出向B金属迁移的电子数将多于从 B金属到A金属的电子数，使A带正电， B带负电，形成接触电势差。两接触点的接触电势差大小相等，方向相反， 闭合回路中没有电流。若将其中一个接触点温度升高，则由能量守恒定律 知，该端电子获得的外界能量比另一端要大的多，使得该端接触电势差大 于另一端，从而在回路中产生电流（电流在A金属内由高温端流向低温端，

2、经B金属再回到高温端），两接触点间则产生温差电动势。由上分析知，温差电动势的产生与金属材料的性质（电子数密度、电子逸出功）和温度有关。2. 温差电动势与温差之间的关系是否是线性关系？在什么情况下是线性 关系？答：根据热电偶温差电动势与其两端温度差的关系式：Et 八 1 _t。丄 r _t。22如以Et为轴，ti to作横轴，由上式可得到一条抛物线。即温差电动势与温差之间不是线性关系。当a B、且温差很小时，式中二匕7。；项可忽略。此时，温差电动势与温差成线性关系，即Et八b t。3. 实验操作中在对未知电动势进行测量时，为什么不能调节Rn （粗、中、细）三个旋钮。答：在测量未知电动势前，先对工

3、作电流进行了标准化调节，其目的就是 要让工作回路提供标准的工作电流，以此电流在工作回路中电阻上的电压 降与被测电压进行比较。当两者相等时，回路中没有电流，故能准确测量 被测电动势。如测量时调节 Rn就将破坏电流的标准状态，若工作电流不标 准，则所测的电动势值必然是错误的。所以，在测量未知电动势时不可再 调动Rn。实验后思考题：1. 如何确定热电偶的正、负极性？答：当热电偶的两接触点温度相同时，根据前面分析可知，两处接触电势 差大小相等，方向相反。而当一端温度升高时，高温端的接触电势差大于 低温端，从而在回路中产生电流，电流由电子数密度大的金属的高温端流 向其低温端，然后，再由另一种金属的低温端

4、至高温端，所以高温端应为热电偶的正极、低温端则为负极2. 为什么电势差计必须经过工作电流标准化后方可进行正确测量？答：由于电势差计上是以标准电流流经 Rx不同位置时的电压值来示值的，若工作电流不标准，则示值皆错。3. 能不能用提高电源电压的办法来提高电势差计的测量灵敏度?答：电势差计示值的精度是由高精度的电阻及高精度的工作电流所决定， 提高电源电压并不能改善工作电流的稳定性，故不能用提高电源电压来提 高电势差计的测量精度。4. 电势差计作为第三种金属接入热电偶两种金属之间，对测量结果有无影响？为什么？答：电势差计作为第三种金属接入热电偶中对测量结果没有任何影响。因为，根据中间导体定律，由多种金属连接成的回路中，若回路中各接 触点所处温度相同，则该回路的电动势的找数和为零。电势差计作为第三 种金属，其两个接点的温度都是相同的(室温)，所以它的接入对热电偶的 性能不产生任何影响。5. 如何用箱式电势差计测电阻、校准电压表和电流表？画出线路示意图,简述实验步骤。(1)测电阻的线路示意图如图1所示， 图中Rs为标准电阻，Rx为待测电阻。