大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)用 電位差計測電動勢中 國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院

1、大　學(xué)　物 理 實(shí) 驗(yàn)用 電 位 差 計 測 電 動 勢中 國 地 質(zhì) 大 學(xué) 長 城 學(xué) 院,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 電位差計,,,電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作規(guī)范,保護(hù)人身安全，保護(hù)儀器安全,3、先接主回路(如何判別？）→再接支回路→最后接電源 ①、開關(guān)位置方便控制，能及時斷

2、開 ② 、“+”(紅)、“-”(黑)，正負(fù)極不可接反，防止出現(xiàn)交叉線 ③、滑線電阻器，儀器儀表等的量程置最大值,4、自查（培養(yǎng)，并提高發(fā)現(xiàn)，分析，解決問題的能力）,5、教師檢查，回答問題,通過后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。,6、檢查數(shù)據(jù),拆線(斷開電源,開關(guān)等),整理儀器,登記儀器記錄本,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理

3、 電位差計測電動勢,1、設(shè)計電路圖（培養(yǎng)，提高自主設(shè)計電路圖的能力）,2、按線路圖擺好儀器（檢查儀器，了解電路圖，方便操作）,11米直板電位差計,標(biāo)準(zhǔn)電池（Es=1.0183V),待測電動勢Ex,,,實(shí)驗(yàn)主要儀器,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,1、掌握電位差計

4、的構(gòu)造及工作原理2、學(xué)會用電位差計測量未知電動勢的方法（補(bǔ)償法）3、培養(yǎng)，提高實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)，分析，解決問題的綜合能力。,實(shí)驗(yàn)主要目的,,,檢流計,保護(hù)電阻,電阻的色環(huán)標(biāo)識,棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰 白 黑1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,誤差：金色 — 5% 銀色 — 10% 無色 — 20% 棕色 — 1%,電阻

5、器標(biāo)識方法： 電阻器的主要參數(shù)（標(biāo)稱值與允許偏差）要標(biāo)注在電阻器上 方法1：直標(biāo)法。 方法2：文字符號法。 方法3：色環(huán)法（四環(huán)，五環(huán)）。,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,一、實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)測量的傳統(tǒng)思路？,,,,,,,,,,,,,,,,+,-,,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理

6、 用電位差計測 電動勢,※2、實(shí)驗(yàn)設(shè)想方案：,補(bǔ)償法,檢流計,,,,,,,,,,,G,+,-,已知標(biāo)準(zhǔn)電動勢,,,,,,如果檢流計G指零（無電流通過時），　　　，這種測量相當(dāng)于用已知電動勢　　去補(bǔ)償待測電動勢　　。,,（等大反向原則）,思考： 是否為真正的電動勢？,思考：根據(jù)此電路圖能否測 ？如何

7、解決？,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,※3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的改進(jìn)方案(二次補(bǔ)償） ※,第一次標(biāo)定補(bǔ)償：,用標(biāo)準(zhǔn)電池 Es標(biāo)定電阻絲每米電壓降,,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,,

8、※4、具體實(shí)驗(yàn)操作方案(電路圖）：,② 、細(xì)調(diào)（K3合上）：,①、粗調(diào)（K3斷開）：,RG為限流電阻 保護(hù)電阻,保護(hù)檢流計G，標(biāo)準(zhǔn)電池Es RG大電阻小電流，G靈敏度不高，測量有誤差。,RG斷開，無電阻，靈敏電流，提高G的靈敏度，提高測量精度,1、標(biāo)定需要粗調(diào)與細(xì)調(diào)，測量呢？2、實(shí)驗(yàn)中檢流計不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)問題引導(dǎo)分析(原理分析，萬用表的使用）？3、測量結(jié)果影響因素的分析（4點(diǎn)）？，多次測量 是否每次都要標(biāo)定？,大學(xué)

9、實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,操作檢查，數(shù)據(jù)檢查→,實(shí)驗(yàn)總結(jié),連線規(guī)范→,※自查(為主),→師查(為輔)→,※操作※,實(shí)驗(yàn)分析小結(jié)→,設(shè)計實(shí)驗(yàn)（課下）,數(shù)據(jù)處理,分析 →,安全規(guī)范→,(第一次標(biāo)定補(bǔ)償 →,第二次測量補(bǔ)償 )→,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理

10、 用電位差計測電動勢,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,謝謝！ 做實(shí)驗(yàn)前 請大家理順自己的實(shí)驗(yàn)思路！,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理

11、 用電位差計測電動勢,實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充內(nèi)容（根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況穿插講解）,板式電位差計，標(biāo)準(zhǔn)電池，直流穩(wěn)壓電源，待測電動勢，檢流計，雙刀雙擲開關(guān)，保護(hù)開關(guān)，單刀雙擲開關(guān)，滑線電阻器 ，導(dǎo)線若干（共9種儀器，12根導(dǎo)線）,1、掌握電位差計的構(gòu)造及工作原理2、學(xué)會用電位差計測量電動勢的方法（補(bǔ)償法）3、培養(yǎng)，提高實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)，分析，解決問題的綜合能力。,二、實(shí)驗(yàn)儀器,三、實(shí)

12、驗(yàn)?zāi)康?四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),五、實(shí)驗(yàn)步驟,①、人身安全，器安全 ②、標(biāo)準(zhǔn)電池的正負(fù)極不可接錯。 ③、測量前滑線電阻器RA調(diào)到最大，標(biāo)定后RA不可再動。,（暫略）,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,電位差計的應(yīng)用特點(diǎn)1、電位差計測量的準(zhǔn)確度的影響因素？ ①、十一米電阻線長度(每段長度)的準(zhǔn)確性及粗細(xì)的均勻性 ②、

13、標(biāo)準(zhǔn)電池的準(zhǔn)確性 ③、檢測計的靈敏度 ④、工作電流的穩(wěn)定性,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,2、電位差計測量的優(yōu)點(diǎn)？ ①、準(zhǔn)確度高不僅可校標(biāo)準(zhǔn)電阻、檢流計、標(biāo)準(zhǔn)電池，電表 ②、測量范圍廣、靈敏度高，可測微小電壓或微小電壓的微小變化 ③、內(nèi)阻小，不影響待測電路。避免了伏特計測量電位差計總要從主要電路上分流

14、的缺點(diǎn)。由于采用了電位補(bǔ)償法原理，測量時不改變待測電路的原有狀態(tài)，而伏特表會分出部分電流，改變原有狀態(tài)。,3、缺點(diǎn) 其工作條件發(fā)生變化（輔助回路電壓E不穩(wěn)定，可變電阻R變化等），所以測量時為保證工作電流標(biāo)準(zhǔn)化，每次要定標(biāo)、測量兩部分，且每次補(bǔ)償均要進(jìn)行細(xì)微的調(diào)節(jié)，操作繁瑣、費(fèi)時。,4、電位差計的應(yīng)用,其具有的優(yōu)點(diǎn)使其在高精度測量電壓方面有廣泛的應(yīng)用 A. 量各種電動勢，特別是微小電動勢，如溫差電偶的溫差電動勢，各種電解

15、液電極組成的化學(xué)電池電動勢，霍爾元件的霍爾電動勢等。 B. 校準(zhǔn)伏特計， 另配大小合適輸出可調(diào)的待測電動勢，將伏特計接其兩端，調(diào)節(jié)待測電動勢輸出電壓，記錄直流電位差計與伏特計的讀書Ex與V，則ΔV=Ex-V，則 ΔV∽V曲線亦為伏特計的校正曲線。,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 1、 連接線路，

16、自查、教師查 2、 電位差計的定標(biāo)。電壓降=0.2v/m (或 =0.4v/m?) ①、滑線按頭與接頭總長為5.09m, CC’=5.09m ②、RA最大值，接通主路電源，K1合上 ③、RG置于最大（斷開），合向Es一邊 ④、躍接法（按下，松開）接通滑動插頭，同時調(diào)節(jié)RA使檢流計最?。ń咏?）。 ⑤、接通K3，“RG舍去”，再調(diào)RA使檢流計平衡，則得到AB上的

17、單位電位降為0.2， 此后RA不變動。,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理 用電位差計測電動勢,3、 未知電動勢的測量 ①、RG最大，斷開，合上Ex。 ②、調(diào)節(jié)接頭處于第一段電阻絲中部（處于中間大小，便于決于電阻絲的電阻大?。?。改變接線插頭的位置，并按下，觀察檢流計偏轉(zhuǎn)情況，直到偏轉(zhuǎn)最小。 ③、移動滑線接頭，使檢流計指零。

18、 ④、RG最小（通），調(diào)節(jié)滑動接頭的位置，使檢流計平衡，則電位差計平衡。 ⑤、記下CC’=Lx 代入Ex=0.2Lx。 ⑥、另一個同學(xué)以電壓降為0.4，再做2次。 ⑦、斷開電路（主→次→E→Es或Ex，接線時） （Es或Ex→E→支→主） ⑧、思考題1、2？ ⑨、整理儀器、記錄本，上交報告。,大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理

19、 用電位差計測電動勢,六、數(shù)據(jù)記錄與處理 1、 數(shù)據(jù)記錄 干電池的 電動勢測量（Es=1.0183V),2、 思考題1：實(shí)驗(yàn)中G如何總向一個方向偏轉(zhuǎn)，至少給出3個原因？ 思考題2：實(shí)驗(yàn)中測出的Ex是否為真正原電動勢？為何？,七、實(shí)驗(yàn)小結(jié) 實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，解決的辦法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差分析，實(shí)驗(yàn)體會，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案，教學(xué)建議