用板式电势差计测量电池的电动势和内阻试验

用板式电势差计测量电池的电动势和内阻实验实验目的1．掌握用电势差计测量电动势的原理；2．测量干电池的电动势和内阻。实验仪器板式电势差计、检流计、标准电阻、电阻箱、滑线变阻器、标准电池、直流电源、待测干电池。实验原理电势差计是一种电势差测量仪器．它的工作原理与电桥测电阻一样，是电势比较法．其中板式电势差计的原理直观性较强，有一定的测量精度，便于学习和掌握。板式滑线电势差计的电路如图1 所示．图中M.N 为一根粗细非常均匀的电阻丝，它与可变限流电阻RP以及工作电池E 、电源开关 K E 互相串联． ES为标准电池 .EX 为待测电池的电动势．G 为检流计． 当 K E 接通， K G既不与 ES 接通又不与EX 相连时， 则流过MN 的电流 I 和两端的电压Uab 分别为内EMNPRRREI（1）abEMNPbaabRRRREUUU内（2）式中 RE 内为电源 E 的内阻．当电键K G 倒向 1 时，则 ab 两点间接有G 和 ES．若 U ab=ES时，检流计指零，标准电池无电流流过，则U ab就是标准电池的电动势，此时称电势差计达到了平衡．令 ab 间的长度为l ，则电阻丝单位长度的电压降为lE s，如果，V01866.1SE，m1866.10l，那么1mV100000.0lEs．当电键 K G倒向2 时，则 ab 两点间的 ES换接了 EX．由于一般情况下sxEE，因此检流计指针将左偏或右偏，电势差计失去了平衡．如果合理地移动a 和 b 点以改变 Uab 值，当xabEU时，电势差计又重新达到平衡，令 ab 间的距离为xl，则待测电池的电动势为xsxllEE（3）xXlE100000.0（4）E内ERMabGEKPRsENGKxE0 1 2 I图 1 电势差计原理图所以调节平衡后，只要量度xl值就很容易得到待测电池的电动势。下面讨论怎样用电势差计测量电池的内阻。根据全电路欧姆定律内IREU可知， 为了测定电池内阻内xR，必须要电池放出一定的电流 I ，通常情况下内xR为常数， 为了控制回路中I 的大小， 要设置限流器 R ，电流的测量采用电流..电压变换法，即测量阻值足够准确的电阻器两端电压， 根据电压除以电阻算出电流值，因此测量电池内阻的实验线路如图 2 所示。化简为内xssxRRRREU 02（ 5）式中02U与 R 为变量，若 R 为自变量，并与待测量内xR分开，变换上式，可以得到RRERERRUsxsxxs1102内（6）显然021U与 R 成线性关系，其中斜率sxREb1，则sxRbE1；而截距为内内xssxxsRRbRERRa，则sxRbaR 内（7）实验内容1．按图 1 接线，图中PR 为滑线变阻器，R 为电阻箱，sR 为标准电阻...