電位差計大學物理實驗資料PPT課件

1、實驗目的 1.1.學習“補償法” 在實驗中的應用。 2.掌握電位差計的工作原理及其進行測量的基本方法。3.3.學習對實驗電路參數(shù)的估算及校準的方法。 第1頁/共29頁實驗儀器 FB322型電位差計實驗儀和FB325型新型十一線電位差計 第2頁/共29頁補償法原理 G vRgRU-+VErI電壓表的測量原理：實際測的是通過表頭的電流，轉換成電壓值標出電壓表測電動勢實際測的是端電壓因電動勢有內阻I測的不是電動勢！電壓表是由表頭G（微安表）和分壓電阻Rv組成實驗原理 第3頁/共29頁補償原理 IIIg=0因測量時，待測電動勢有電流輸出加一電源（工作電源）提供一反向電流注意兩者的方向調節(jié)E0，使電路總

2、電流為0等效Ex無輸出第4頁/共29頁補償法原理圖 工作回路 校準回路測量回路工作電源工作電流待測電動勢檢流計標準電池 NE標準電阻 、NRXR標準電阻 、第5頁/共29頁補償原理 1、調工作回路選定RN，調Rp使檢流計電流為0電路達到平衡補償狀態(tài) I0RN=EN（EN像似未接）開關合向 NE2、測量調Rx使檢流計電流為0（Ex像似未接）I0Rx=ExxNxNEERR NNxxERRE 開關合向 xE注意：測量時，Rp不能變！工作回路的I0不變！I0由3個電阻值和E0決定I0由3個電阻值和E0決定第6頁/共29頁由11條電阻絲代替Rp 、Rx和RN，且共用每條電阻長1米，10。（新式的電位差計

3、：等效長1米）實際電路原理圖 第7頁/共29頁工作回路校準回路測量回路RCDRNRCDRx第8頁/共29頁因測量時，工作回路的I0是一定值對工作回路，總電阻是定值11線I0RN=ENI0Rx=ExNNxxERRE E E0 0確定I0確定實驗內容與步驟測量干電池的電動勢 才有標定電位差計工作電流I0 標定E E0 0選定E E0 0值例：E E0 0=2.2V=2.2V第9頁/共29頁U0 ：每米的電壓1 1、電位差計工作電流I0的標定電阻絲總長度為1111米 1100EU 根據(jù)需要，標定每米的電壓為：U0V/mV/m十一線ABAB上的最大電壓降為： V Vm m= =U0V/mV/m11m=

4、1111m=11U0（V V）V Vm m=0.2V/m=0.2V/m11m=2.2V11m=2.2V例：每米電壓降標定為0.20.2V/m V/m ，最大電壓為：量程：2.22.2（V V）V Vm m=0.3 V/m=0.3 V/m11m=3.3V11m=3.3V若：每米電壓降標定為0.3 0.3 V/m V/m ，最大電壓為：量程： 3.3 3.3（V V）即：量程為 1111U0（V V）第10頁/共29頁如何選量程？例：1.51.5V V的干電池若U0=0.1V/m=0.1V/m，量程：1 1.1.1（V V）過小，測不出若U0 =0.3V/m =0.3V/m，量程：3 3.3.3（

5、V V）過大，誤差大U0=0.2V/m=0.2V/m，量程：2.22.2（V V）110VU V/m14. 0115 . 1 量程要適中第11頁/共29頁2 2、校準對于校準回路，I I0=0=0時例：0.2 V/m0.2 V/mENEN=RNI0=U0LCD=0.2LCD0UELNCD 標定m395. 33 . 00186. 1 標定CDLm093. 52 . 00186. 1 標準電池是一種化學電池，由于其電動勢比較穩(wěn)定. 例：0.3 V/m0.3 V/m即LCD=5.093m U0=0.2V/m（1 1）計算EN對應的電阻絲長度標準電動勢：EN=1.0186 V0UELNCD 標定第12

6、頁/共29頁刻度盤：等效1m長電阻絲，分成3 3、測量干電池的電動勢 0UELNCD 標定m093. 52 . 00186. 1 “C”接到“5”刻度盤對準 0.093100格每格：0.01m（2 2）將CDCD置于L LCDCD標定值注意：不要誤作0.930.93，否則將難以平衡第13頁/共29頁m093. 5 CDL將刻度盤置0.093m刻度盤的讀數(shù)右圖的讀數(shù)：0.630m類似游標卡尺讀數(shù)第14頁/共29頁ENm093. 52 . 00186. 1 0UELNCD 標定因 EN= RNI0 = U0LCD=0.2LCD理論上檢流計電流為0若不為0，調E0，使檢流計電流為0第15頁/共29頁

7、先估算LCD測量類似LCD標定m5 . 72 . 05 . 1CD 測量L干電池的電動勢 ：1.5Vm512. 7CD 測量L3、測量ExI0Rx=Ex = U0LCD測量=0.2LCD測量理論上檢流計電流為0若不為0，調刻度盤，使檢流計電流為0，記下讀數(shù)V502. 1m512. 72 . 0CD0 測量LUEx第16頁/共29頁步驟： 接線開關K1 K斷開（或“分”），開關K 、K：內接第17頁/共29頁接通總電源調節(jié)E0，電壓為“.”檢流計調0，量程先置最大檔打開E0有粗調、細調電源調2.20V，以滿足所設量程這就是工作電路的調節(jié)第18頁/共29頁m093. 52 . 00186. 1 標

8、定CDL“C”接到“5”刻度盤對準 0.093將CDCD置于L LCDCD標定值第19頁/共29頁虛線部分已接好面板畫虛線處表示已經(jīng)連好的連接校準回路第20頁/共29頁理論上，此時檢流計電流應為0開關K2合向EN實際上，檢流計電流一般不為0調E，使檢流計電流為0注意：開始，檢流計量程選最大，逐步減小。最后合上K3之后，E不能再變！2.18校準電路的調節(jié)第21頁/共29頁先估算LCD測量m5 . 72 . 05 . 1CD 測量L干電池的電動勢 ：1.5V“C C”連接到“7 7”測量斷開K2刻度盤置： 0.5第22頁/共29頁2.18同樣，先將檢流計量程選最大，斷開K3調節(jié)時再逐步減小量程，最

9、后合上K3調節(jié)LCD測量，使檢流計電流為0調節(jié)LCD測量，使檢流計電流為0調節(jié)C點和刻度盤開關K2合向Ex連接待測電動勢Ex記下測量值LCD測量=Ex=U0LCD測量=第23頁/共29頁4 4、測量干電池的內阻 EIRIrExR)EEE(I)EE(rXX選定R，如100歐斷開開關K2（與測Ex類似：調節(jié)刻度盤，使檢流計電流為0），測出EE是Ex的端電壓通過R的電流將R，與Ex并聯(lián)ExrE 第24頁/共29頁步驟1 1、確定量程： 1111U0（V V）110VU 2 2、計算標準電動勢對應的電阻絲長度 （標準電動勢：EN=1.0186 V ） 0UELNCD 標定=5.093m3 3、將CDC

10、D置于L LCDCD標定值：“C”接到“5”，刻度盤置0.093按P26圖6接線：開關K1 K斷開（或“分”），開關K 、K：內接4、接通總電源，調節(jié)E0，電壓為“.”檢流計調0，量程置最大檔打開5、開關K2合向EN，調E，使檢流計電流為0先將檢流計量程選最大，斷開K3調節(jié)時再逐步減小量程，最后合上K3一、調工作電路V/m14. 0115 . 1 U0=0.2V/m=0.2V/m第25頁/共29頁6、斷開K2同樣，先將檢流計量程選最大，斷開K3調節(jié)時再逐步減小量程，最后合上K37、開關K2合向Ex，調節(jié)LCD測量（調節(jié)刻度盤），使檢流計電流為0估計LCD測量置LCD測量值(C接“7”，刻度盤：0.50.5）連接待測電動勢Exm5 . 72 . 05 . 1CD 測量L8 8、記下此時刻度盤的數(shù)值LCD測量。結果：二、測電動勢LCD測量=Ex=U0LCD測量=第26頁/共29頁三、測內阻9、斷開K2同樣，先將檢流計量程選最大，斷開K3調節(jié)時再逐步減小量程，最后合上K310、開關K2合向Ex，調節(jié)LCD測量（調節(jié)刻度盤），使檢流計電流為0 測量CD0LUE記下此時刻度盤的數(shù)值: