用线性电势差测电动势(大学物理)

利用电位器播放视频1。实验目的:1。掌握UJ36a电位器的工作原理；2.掌握用UJ36a箱式电位器测量的基本方法。2.实验仪器设备:1 UJ36a电位器、1 DC稳压电源、1定值电阻、1毫安表、1电阻箱、1电键、导线等。实验原理:1。补偿法的测量过程是通过实验仪器检测系统真实参数的过程，相应的实验方法和检测手段应以不改变(或尽量不改变)被测系统原有状态为原则。然而，这一原则在许多测量过程中往往难以实现。例如，当电压表跨接在被测电源的图7-1和图7-2的端子上时，电压表的读数不是被测电源的电动势ex，而是端子电压u，如图7-1所示。根据全电路欧姆定律，有u = ex-I？6?7 r其中r为待测电阻的内阻。造成这种结果的原因是电压表的连接改变了被测电路的原始状态。为了准确测量电源的电动势，可以按照图7-2中的电路进行测量。图中EX为待测电源；E0为可调标准电源；g是检流计。如果调节E0使检流计显示为零，则回路中两个电源的电动势大小相等，方向相反。这时，我们称电路为补偿电路。在补偿条件下，如果已知E0的大小，就可以求出Ex。根据这种测量原理，在提供一个可调的标准量来抵消被测函数的条件下，测量被测函数的方法称为补偿法。2.UJ36A箱式电位器工作原理:图7-3用电位差测量电压或电动势是补偿法的典型例子。如图7-3所示，E为工作电源，EN为标准电池电动势，Ex为待测电动势或电压，G为晶体管放大检流计，RP为工作电流调节电阻，R为待测电动势补偿电阻，RN为标准电池电动势补偿电阻，K为转换开关。测量时先调整工作电流。将K转到“标准”位置，调整Rp使检流计指向零。此时，标准电池的电动势被电阻器RN上的电压降补偿。所以EN = I？6?7 RN (1)其中I是流经RN和r的电流，称为电位器的工作电流。调整好工作电流后，将K板移动到“未知”位置，同时移动Q触点，使检流计再次指向零。此时，R上触点Q的读数为RQ，这意味着测得的电动势或电压被RQ电阻上的压降所补偿。所以Ex = I？6?7 RQ (2)公式(2)和公式(1)相除得到(3)。从公式(3)中不难看出，测得的电动势或电压可以通过测量RQ与RN的比值，乘以标准电池的电动势EN得到。当电路完全补偿时，没有电流流过被测回路，测量回路不从被测回路吸收功率，因此测量精度很高。3.电位器测电压原理:如图7-4所示，当K键打开时，恒定电阻R上会流过一个电流I，然后R两端会产生一定的电压Ux，可以用电位器测得。当电阻箱Rf的电阻值变化时，流过定值电阻R的电流I和定值电阻R两端的电压UX也会随之变化。图7-4四。实验步骤:1。按照图7-4连接电路，将稳压电源调整到2V；2.调节电阻箱Rf，将工作电流I调节到表7-1中的规定值；3.将被测电压接在电位器的“未知”端，注意不要接错正负极；4.将比例开关转到“×0.2”或“× 1”的位置，3分钟后，调节面板上的“调零”旋钮，使振镜指向零(第一次调零)；5.将拨动开关转到“标准”端，调节电位器RP使检流计指向零(二次调零)；6.将拨动开关转到“未知”端，调节步进盘和滑动盘，使振镜再次归零(第三次调零)；7.待测电压或电动势Ux按以下公式计算:Ux =(步度盘读数+划线盘读数)×放大倍数8。改变工作电流，再做5次。5.实验记录:表7-1乘以123456 I/ma 20304050100150 UX/MV×0.2:0 ~ 46mv，精度10 μv该电位器的量程为× 1: 0 ~ 230 {MV，精度为50μ V。