1、大 学 物 理 实 验用 电 位 差 计 测 电 动 势中 国 地 质 大 学 长 城 学 院,大学实验物理 电位差计,电学实验的基本操作规范,保护人身安全，保护仪器安全,3、先接主回路(如何判别？）再接支回路最后接电源、开关位置方便控制，能及时断开 、“+”(红)、“-”(黑)，正负极不可接反，防止出现交叉线、滑线电阻器，仪器仪表等的量程置最大值,4、自查（培养，并提高发现，分析，解决问题的能力）,5、教师检查，回答问题,通过后进行实验操作。,6、检查数据,拆线(断开电源,开关等),整理仪器,登记仪器记录本,大学实验物理 电位差计测电动势,1、设计电路图（培养，提高自主设计电路图的能力）,2
2、、按线路图摆好仪器（检查仪器，了解电路图，方便操作）,11米直板电位差计,标准电池 （Es=1.0183V),待测电动势Ex,实验主要仪器,大学实验物理 用电位差计测电动势,1、掌握电位差计的构造及工作原理 2、学会用电位差计测量未知电动势的方法（补偿法） 3、培养，提高实验者发现，分析，解决问题的综合能力。,实验主要目的,检流计,保护电阻,电阻的色环标识,棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,误差：金色 5% 银色 10% 无色 20% 棕色 1%,电阻器标识方法：电阻器的主要参数（标称值与允许偏差）要标注在电阻器上方法1：直标法。 方法2：文字符号
3、法。 方法3：色环法（四环，五环）。,大学实验物理 用电位差计测电动势,一、实验原理 1、实验测量的传统思路？,+,-,大学实验物理 用电位差计测 电动势,2、实验设想方案：,补偿法,检流计,G,+,-,已知标准电动势,如果检流计G指零（无电流通过时）， ，这种测量相当于用已知电动势 去补偿待测电动势 。,（等大反向原则）,思考： 是否为真正的电动势？,思考：根据此电路图能否测 ？如何解决？,大学实验物理 用电位差计测电动势,3、实验设计的改进方案(二次补偿） ,第一次标定补偿：,用标准电池 Es标定电阻丝每米电压降,大学实验物理 用电位差计测电动势,4、具体实验操作方案(电路图）：, 、细调
4、（K3合上）：,、粗调（K3断开）：,RG为限流电阻保护电阻,保护检流计G，标准电池EsRG大电阻小电流，G灵敏度不高，测量有误差。,RG断开，无电阻，灵敏电流， 提高G的灵敏度，提高测量精度,1、标定需要粗调与细调，测量呢？ 2、实验中检流计不产生偏转问题引导分析(原理分析，万用表的使用）？ 3、测量结果影响因素的分析（4点）？，多次测量 是否每次都要标定？,大学实验物理 用电位差计测电动势,操作检查，数据检查,实验总结,连线规范,自查(为主),师查(为辅),操作,实验分析小结,设计实验（课下）,数据处理,分析 ,安全规范,(第一次标定补偿 ,第二次测量补偿 ),大学实验物理 用电位差计测电
5、动势,大学实验物理 用电位差计测电动势,谢谢！做实验前请大家理顺自己的实验思路！,大学实验物理 用电位差计测电动势,实验补充内容 （根据实验情况穿插讲解）,板式电位差计，标准电池，直流稳压电源，待测电动势，检流计，双刀双掷开关，保护开关，单刀双掷开关，滑线电阻器 ，导线若干（共9种仪器，12根导线）,1、掌握电位差计的构造及工作原理 2、学会用电位差计测量电动势的方法（补偿法） 3、培养，提高实验者发现，分析，解决问题的综合能力。,二、实验仪器,三、实验目的,四、实验注意事项,五、实验步骤,、人身安全，器安全、标准电池的正负极不可接错。、测量前滑线电阻器RA调到最大，标定后RA不可再动。,（暂
6、略）,大学实验物理 用电位差计测电动势,电位差计的应用特点 1、电位差计测量的准确度的影响因素？、十一米电阻线长度(每段长度)的准确性及粗细的均匀性 、标准电池的准确性、检测计的灵敏度、工作电流的稳定性,大学实验物理 用电位差计测电动势,2、电位差计测量的优点？、准确度高不仅可校标准电阻、检流计、标准电池，电表、测量范围广、灵敏度高，可测微小电压或微小电压的微小变化、内阻小，不影响待测电路。避免了伏特计测量电位差计总要从主要电路上分流的缺点。由于采用了电位补偿法原理，测量时不改变待测电路的原有状态，而伏特表会分出部分电流，改变原有状态。,3、缺点其工作条件发生变化（辅助回路电压E不稳定，可变电
7、阻R变化等），所以测量时为保证工作电流标准化，每次要定标、测量两部分，且每次补偿均要进行细微的调节，操作繁琐、费时。,4、电位差计的应用,其具有的优点使其在高精度测量电压方面有广泛的应用A. 量各种电动势，特别是微小电动势，如温差电偶的温差电动势，各种电解液电极组成的化学电池电动势，霍尔元件的霍尔电动势等。B. 校准伏特计， 另配大小合适输出可调的待测电动势，将伏特计接其两端，调节待测电动势输出电压，记录直流电位差计与伏特计的读书Ex与V，则V=Ex-V，则 VV曲线亦为伏特计的校正曲线。,大学实验物理 用电位差计测电动势,五、实验内容与步骤1、 连接线路，自查、教师查2、 电位差计的定标。电
8、压降=0.2v/m (或 =0.4v/m?)、滑线按头与接头总长为5.09m, CC=5.09m、RA最大值，接通主路电源，K1合上、RG置于最大（断开），合向Es一边、跃接法（按下，松开）接通滑动插头，同时调节RA使检流计最小（接近于0）。、接通K3，“RG舍去”，再调RA使检流计平衡，则得到AB上的单位电位降为0.2， 此后RA不变动。,大学实验物理 用电位差计测电动势,3、 未知电动势的测量、RG最大，断开，合上Ex。、调节接头处于第一段电阻丝中部（处于中间大小，便于决于电阻丝的电阻大小）。改变接线插头的位置，并按下，观察检流计偏转情况，直到偏转最小。、移动滑线接头，使检流计指零。、RG
9、最小（通），调节滑动接头的位置，使检流计平衡，则电位差计平衡。、记下CC=Lx 代入Ex=0.2Lx。、另一个同学以电压降为0.4，再做2次。、断开电路（主次EEs或Ex，接线时） （Es或ExE支主）、思考题1、2？、整理仪器、记录本，上交报告。,大学实验物理 用电位差计测电动势,六、数据记录与处理1、 数据记录干电池的 电动势测量（Es=1.0183V),2、 思考题1：实验中G如何总向一个方向偏转，至少给出3个原因？思考题2：实验中测出的Ex是否为真正原电动势？为何？,七、实验小结实验中出现的问题，解决的办法，实验结果误差分析，实验体会，实验改进方案，教学建议等。（内容不限，创新思维的小结适当加分 ）,八、设计实验 利用电位差计，查阅资料自主设计实验题目。如校正电表，伏特计等。并写一份完整的实验报告。实验室提供相应的仪器设备。,大学实验物理 用电位差计测电动势,
