用板式电势差计测量电池的电动势和内阻实验

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。012图1 电势差计原理图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、电源开关KE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KE接通，KG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 （1） （2）式中RE内为电源E的内阻当电键KG倒向1时，则ab两点间接有G和ES若Uab=ES时，检流计指零，标准电池无电流流过，则Uab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，如果，那么当电键KG倒向 2时，则ab两点间的ES换接了EX由于一般情况下，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，当时，电势差计又重新达到平衡，令ab间的距离为，则待测电池的电动势为 （3） （4）所以调节平衡后，只要量度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可知，为了测定电池内阻，必须要电池放出一定的电流，通常情况下为常数，为了控制回路中的大小，要设置限流器，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。02图2测量电池内阻化简为 （5） 式中与为变量，若为自变量，并与待测量分开，变换上式，可以得到 （6）显然与成线性关系，其中斜率，则；而截距为 ，则 （7）实验内容1按图1接线，图中为滑线变阻器，为电阻箱，为标准电阻器和分别为标准电池和待测电池的电动势虚线框内就是十一线电阻丝，为粗调接线柱，为细调滑动块。2电流标准化调节 通过下式可以计算出室温时标准电池的电动势。其中中表示温度为时的电动势（标准电池上已注明其值），表示以为单位时的数值表示以为单位时的数值置、间的长度为，如，则、间的长度为接通，将与1端相连，精细调节，使，即电势差计达到平衡，完成了电流标准化调节程序。3测量值已知待测电池的电动势左右，放电电流要大于才稳定（当然不宜过大），因此取，使 从 0到变化，测量值。4取为横坐标，为纵坐标，将上述测到的数据作图，根据图线求得截距和斜率的值，再算出待测电池的电动势及其内阻。5根据截距和斜率的不确定度及不确定度传递公式，估算出待测电池电动势和内阻的不确定度。实验数据（）（m）（V）