- 线式电位差计

用线式电势差计测电动势

[预习思考题]：

1. 为什么要对工作电流进行标准化调节？

答：对工作电流进行校准，目的就是要使电阻RAB中流过一个已知的“标准”电流。换言之，就是利用标准电池Es确定电阻丝RAB 上单位长度的电压降（即标定RAB上的电势差值），使电势差计成为一个大小可调，电压稳定的电源，从而准确测出Ex。

2. 为什么电势差计测的是电池的电动势而不是端电压？

答：用电压表测电池的电动势时，有电流I通过电池内部，由于电池存在内阻r，所以在电池内部不可避免地存在电压降Ir，故电压表的示值是电池的端电压 V=Ex－Ir。

而用电势差计测电池电动势，不从电池中取用电流（I=0），不改变电池的原有状态，其内阻不产生电压降，所以得到的测量结果必然就是电池的电动势。

3. 在实验中R起什么作用？什么情况下取最大？什么情况下取最小？为什么？

答：在电势差计中设置保护电阻R既是为了保护检流计，同时也是为了保护标准电池。实验在校准工作回路电流和测量待测电动势的过程中，进行

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粗校、粗测时R取值最大；当进行细校、细测时取值为零。在粗校、粗测时，由于Rn和RAB的取值不确定，回路中电流较大。而检流计和标准电池允许通过的电流都很小，为了避免大电流对检流计和标准电池的损害，所以必须将R调至最大。这样做同时还可降低电势差计的灵敏度，便于粗调平衡。当粗校、粗测完成后，电路中电流已非常小，对检流计和标准电池不再具有损害作用，所以，在细调时需将R断开，确保电路完全达到平衡状态。

[实验后思考题]：

1． 使电势差计平衡的必要条件是什么？

答：调节电势差计平衡的必要条件是：E、Es和Ex的正、负极性不能接错，同时还要满足条件E＞Es，E＞Ex。

2．在调节线式电势差计平衡时，当接通K1，并将K2合向Es（或Ex）后，无论怎样调节，检流计指针始终向一边偏，问有哪些可能的原因？

答：⑴．在校准时出现这种现象，原因为：工作回路不通，或是E与Es中 某一个的正负极性接错。

⑵．测量时出现这种现象，则是Ex极性接错。

分析： 参看教材。因为检流计是串接于校准回路（或待测回路）中，检流计指针偏转说明校准回路（待测回路）畅通完好。在校准时出现检流计指针一边偏的现象，应首先检查工作回路是否畅通，显然如工作回路不通，

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没有工作电流，检流计中只有校准回路的电流通过，必然形成指针一边偏。如工作回路没有故障，则应检查E和Es的正负极性是否接错。若E的极性接错，工作电流将由B端到D端经K3流过检流计。此时，Es的电流由C端到D端经K3流过检流计。若Es的极性接错，则工作电流由A端到C端对Es充电，两电流同向流过检流计。从上分析可知，无论E或Es的正负极性接错，都将使两电流同方向流过检流计，形成指针一边偏。

校准完成后在测量时出现检流计指针一边偏的现象，同上分析可知，必然是Ex的正负极性接错。

3．如何用线式电势差计测电池的内阻？画出线路简图，并导出内阻的计算公式。

答：用线式电势差计测电池内阻线路如右图。在待测回路中与Ex并联一条标准电阻Rs与开关K4串接的支路。 断开K4，调电势差计至平衡状态时， 有：Ex?Es?Lx 线式电势差计 LsEx 线线式电势差计

接通K4，调电势差计平衡后，测得电阻

K4 丝长度为Lr，

此时，Rs支路上的电压降为：

Rs

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Ux?Es?Lr Ls而对Ex、K4、R0回路，有： Ux?Ex?ir=Ex?Ex?rEx?Rs ?r?Rsr?Rs?r?Rs?Ux?Ex?Rs

即 将Ex?Es?LxL、s

r???E?U?xx???E?Ux??R?s???x?U?1??x??R?s U?Lrx?EsL代入上式，得到： s r???Lx???L?1???Rs

r?第 4 页 共 4 页

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