4箱式电位差计测电动势.doc

女生415和416宿舍的物理实验报告箱式电位差计测电动势【实验要求】（1） 掌握电位差计工作原理和结构特点。（2） 学会用电位差计测量电动势。【实验目的】用箱式电位差计测电动势。【实验仪器与用具】 线式和箱式电位差计，灵敏电流计，标准电池，电阻箱，滑线变阻器，稳定电源，待测电池，待测电阻，毫安表，单刀及栓到开关。【实验原理】1. 补偿原理 如果要测量未知电动势Ex，可按图3-14-4电路图进行测量，其中E1是可调电压的电源。调节E1的大小使回路中的电流为零（灵敏电流计），则有： Ex =E1这时，常称电路达到补偿。在补偿条件下，如果E1数值已知，则Ex即可求出。据此原理构成的仪器称为电位差计。3-14-4 补偿原理图 3-14-5 箱式电位差计工作原理2. 箱式电位差计工作原理为了便于测量，常把电位差计做成箱式的，它可直接读出待测电动势或电压数值。箱式电位差计工作原理如图3-14-5所示。它包括一下三部分：(1) 工作电流调节回路。 E-R-R1-R-E（辅助回路） （2）校正工作电流回路 Es -Rs-G-K-E S 先将开关K板向S端，然后调节R使灵敏电流计指针指零。回路（Es -Rs-G-K-E S）达到补偿，这时有： ES=IRS (3-14-4)即辅助回流中电流达到标准化，其值为： I=ESRS (3-14-5)（3） 待测回路。先将开关K板向x端，然后调节R使灵敏电流计指针指零。待测回路达到补偿时有：EX=IRX (3-14-6)将（3-14-5）式代入（3-14-6）式得： EX=RXRSES(3-14-7)从（3-14-7）式可知，如果Ex、Rs、Rx为已知，则被测电动势即可求出。【仪器介绍】 箱式电位差计类型较多，现以UJ36型为例加以说明。它是一种测量低电位的电位差计，测量范围是：1档0mV120 Mv,0.2档0mV24mV。测量准确度为0.1Umax ,其中Umax为测量上限。现将其面板图3-14-6和工作原理图3-14-5相应部分对照说明。1-未知测量接线柱；2-倍率开关；3-步进读数盘；4-电键开关；5-灵敏电流计；6-灵敏电流计调零旋钮；7-标准工作电流调节变阻器；8-滑线读数盘。图3-14-6UJ36型电位差计面板图“未知”接线柱：将被测“未知”电压（或电动势）接在此两个接线柱上（注意极性）。RP:将K3扳向标准位置，调节RP使G指零，此时标准电池的电动势由RP的压降补偿。RX:RX分成、两个转盘。为步进读数盘，为滑线读数盘。当电位差计处于补偿时，未知电压（或电动势）按下式读出： UX=（步进盘读数+滑线盘读数）倍率。K1:为倍率开关，旋至所需倍率位置上时，同时接通电位差计工作电源和灵敏电流计放大器电源。K2：用以调节灵敏电流计指零。K3：为“标准”、“未知”换向开关。【实验内容】 1测量电压 （1）按图3-14-7连接电路，电源电压取4V左右。 图 3-14-7电位差计测电压线路图 （2）将待测电压两端接在“UX”正、负接线柱上。 （3）把倍率开关K1旋至1或0.2档上，并调节K2使灵敏电流计指针指零（第一次指零）。 （4）将K3扳向“标准”，调节RP使灵敏电流计指零（第二次指零）。 （5）再将K3扳向“未知”，转动步进读数盘和滑线读数盘，使灵敏电流计再次指零（第三次指零）。 （6）两读数盘读数之和乘上所取倍率，就等于被测电压值。 （7）用1档测3个电压值，再用0.2档测3个电压值。2.测量mA表内阻（50mA档）（1）按图3-14-8连接电路，电源电压取=1v,Rn用电阻箱代替，接在0和9.9欧两接线柱上，电位差计用0.2档。图3-14-8测量mA表内阻线路图（2）取Rn=1.0欧，调节阻器R使毫安表电流为10.0mA，用电位差计分别测出a.b间电压Un和b.c间电压Ug.（3）改变Rn=1.2欧，1.4欧。重复步骤（2）分别测出Un和Ug，代入公式Rn=（UgUn）. Rn算出Rg。（4）讲所测数据填入表3-14-2中。3.注意事项（1）接线时要特别注意被测电压（或电动压）的正负极性。（2）将K3扳向“未知”时，应计量采用跃接法(作短暂接通),以保护灵敏电流计。（3）仪器使用完毕，应将“倍率”开关K1扳向“断”位置，以免浪费电源；电键开关K3应放在中间位置;仪器长期搁置不用应将电池取出（标准电池除外）. （4） 如发现调节RP使用电流计指零，则应更用1.5v干电池（4节并联）；如灵