用补偿法测电池电动势一.实验简介在测量电动势时，如果用电压表直接测量的话，由于电压表也有一定的电流通过，测出的值是电池的路端电压，而不是电源的电动势，所以要想消除电源的内阻影响，测出电源的电动势就要用一个电压与电源相互抵消，这就是补偿法。这样，当电源两端电压为零时，补偿电压就是电源的电动势。用补偿法测电池电动势就是为了消除电池内阻对所测电池电动势的影响。二.实验原理任何一种电池当外电路有电流通过时，由于电池有内阻，因而在电池内部产生电位降落，所以电池两端电压总是小于电池的电动势。电池的电动势。端电压和内阻的关系为(1)E=(UA-UB)+Iri从上式可看出，若电路中电流I逐渐变小，电源的端电压UA-UB数值逐渐接近电动势E，如能使电流趋于零，则电池的电动势E就无限接近电池的端电压数值，即E=UA-UB。这就是本实验测量电池电动势的指导思想。也就是说，在测量时不使待测电池中有电流通过。这样就可避免电池内的电势降落，从而以电池的端电压的数值来表示电池的电动势。如何才能使待测电池中没有电流流过呢？最常见的方法，是补偿法。图1是补偿法原理图。Eo为可调电源，Ex为待测电源。两电源正极对正极，负极对负极，调节电源Eo，使检流计指零，有Ex=Eo，这时就称电路处于补偿状态。在补偿状态下若Eo已知，则Ex就可以求出。这种利用补偿原理测电动势的方法就称为补偿法。图1补偿法原理图图2是测未知电动势的原理图。电源E和精密电阻Rab串联成一闭合回路，称为辅助回路，当有一恒定的标准电流Io流过电阻Rab时、改变Rab上两滑动头c、d的位置，就能改变c、d间的电位差Ucd的大小，Ucd正比于电阻Rab中c、d之间那部分的电阻值。由于测量时应保证Io恒定不变，所以在实际的电位差计中都根据
用补偿法测电池电动势 一.实验简介 在测量电动势时，如果用电压表直接测量的话，由于电压表也有一定的电流 通过，测出的值是电池的路端电压，而不是电源的电动势，所以要想消除电源的 内阻影响，测出电源的电动势就要用一个电压与电源相互抵消，这就是补偿法。 这样，当电源两端电压为零时，补偿电压就是电源的电动势。用补偿法测电池电 动势就是为了消除电池内阻对所测电池电动势的影响。 二.实验原理 任何一种电池当外电路有电流通过时，由于电池有内阻，因而在电池内部产 生电位降落，所以电池两端电压总是小于电池的电动势。电池的电动势。端电压 和内阻的关系为 E = (𝑈𝐴 − 𝑈𝐵) + I𝑟𝑖 (1) 从上式可看出，若电路中电流I逐渐变小，电源的端电压UA-UB数值逐渐接近 电动势E，如能使电流I趋于零，则电池的电动势E就无限接近电池的端电压数值， 即E=UA-UB。 这就是本实验测量电池电动势的指导思想。也就是说，在测量时不使待测电 池中有电流通过。这样就可避免电池内的电势降落，从而以电池的端电压的数值 来表示电池的电动势。 如何才能使待测电池中没有电流流过呢？最常见的方法，是补偿法。图1是 补偿法原理图。Eo为可调电源，Ex为待测电源。两电源正极对正极，负极对负 极，调节电源Eo，使检流计指零，有Ex=Eo，这时就称电路处于补偿状态。在补 偿状态下若Eo已知，则Ex就可以求出。这种利用补偿原理测电动势的方法就称 为补偿法。 图1 补偿法原理图 图2是测未知电动势的原理图。电源E和精密电阻Rab串联成一闭合回路，称 为辅助回路，当有一恒定的标准电流Io流过电阻Rab时、改变Rab上两滑动头c、d 的位置，就能改变c、d间的电位差Ucd的大小，Ucd正比于电阻Rab中c、d之间那 部分的电阻值。由于测量时应保证Io恒定不变，所以在实际的电位差计中都根据
Io的大小把电阻的数值转换电压刻度标在仪器上。Ucd相当于上面所要求的“Eo”测量时把滑动头C、d两端的电压Ucd引出与未知电动势Ex进行比较。要注意的是在电路中Es、Ex和E必须接成同极性相对抗ER.F图2测未知电动势原理图由于ab为一均匀截面的电阻导线，当通过的电流不变时，其两点的电势差与该两点间的长度成正比。分别测量电池Es和Ex、在其分支电路中电流为零时所对应的长度Ls和Lx，则有Ls(2)E,= Ip'sLx(3)Ex= Ip式中，p和S分别为导线ab的电阻率和横截面积。将上两式相除，得Lx(4)Ex = EssLsEs为标准电池的电动势，其值已知，则待测电池的电池电动势Ex就可由上式求出。本实验装置如图3所示。电阻线AB曲折成11段，每段长1m，均置于板上。最下边一条电阻丝旁有一带刻度尺的米尺。电阻丝上有活动接头D，可左右移动，用以寻找平衡时的D点，接点C也是活动的，可以任意插入孔1、2、3、4、至适当的位置。双刀双掷开关可向上或向下关闭，即能分别连接Es和Ex。SC图3实验装置等效图
Io的大小把电阻的数值转换电压刻度标在仪器上。Ucd相当于上面所要求的“Eo”， 测量时把滑动头c、d两端的电压Ucd引出与未知电动势Ex进行比较。要注意的是 在电路中Es、Ex和E必须接成同极性相对抗。 图2 测未知电动势原理图 由于ab为一均匀截面的电阻导线，当通过的电流不变时，其两点的电势差与 该两点间的长度成正比。分别测量电池Es和Ex、在其分支电路中电流为零时所对 应的长度Ls和Lx，则有 E𝑠 = Iρ 𝐿𝑠 𝑆 (2) E𝑥 = Iρ 𝐿𝑥 𝑆 (3) 式中，ρ和S分别为导线ab的电阻率和横截面积。将上两式相除，得 E𝑥 = E𝑠 𝐿𝑥 𝐿𝑠 (4) Es为标准电池的电动势，其值已知，则待测电池的电池电动势Ex就可由上式 求出。 本实验装置如图3所示。电阻线AB曲折成11段，每段长1m，均置于板上。最 下边一条电阻丝旁有一带刻度尺的米尺。电阻丝上有活动接头D，可左右移动， 用以寻找平衡时的D点，接点C也是活动的，可以任意插入孔1、2、3、4、.至适 当的位置。双刀双掷开关可向上或向下关闭，即能分别连接Es和Ex。 图3 实验装置等效图
三.实验内容1.根据补偿法原理正确连接实验线路：2.用补偿法测电池的电动势。四.实验仪器本实验所使用到的仪器有AZ19型直流检流计、线式电位计、三电势源、双刀双掷开关。1.检流计实验仪器和仿真仪器：真实仪器仿真仪器正期#定器检流计AZ19型直流检流计AZ19型直流检流计大视图操作方法：(1)鼠标双击可以打开AZ19型直流检流计大视图；(2）鼠标点击电源开关，可以打开或者关闭直流检流计的电源：(3)鼠标点击调零旋钮，可以进行检流计调零操作。2.线式电位计实验仪器和仿真仪器
三.实验内容 1.根据补偿法原理正确连接实验线路； 2.用补偿法测电池的电动势。 四.实验仪器 本实验所使用到的仪器有AZ19型直流检流计、线式电位计、三电势源、双刀 双掷开关。 1.检流计 实验仪器和仿真仪器： 真实仪器 仿真仪器 AZ19型直流检流计大视图 操作方法： (1)鼠标双击可以打开AZ19型直流检流计大视图； (2)鼠标点击电源开关，可以打开或者关闭直流检流计的电源； (3)鼠标点击调零旋钮，可以进行检流计调零操作。 2.线式电位计 实验仪器和仿真仪器
0000真实仪器仿真仪器线式电位计大视图操作方法：(1)在实验场景中，鼠标拖动线式电位计上的划片，可以拖动粗调划片位置。(2)鼠标双击可以打开线式电位计大视图；(3)鼠标点击左侧划片，可以按下或者弹起左侧划片；(4)鼠标点击右侧划片，可以按下或者弹起右侧划片；(5)鼠标点击向左或者向右移动箭头，可以微调划片的位置。3.三电势源实验仪器和仿真仪器仿真仪器真实仪器
真实仪器 仿真仪器 线式电位计大视图 操作方法： (1)在实验场景中，鼠标拖动线式电位计上的划片，可以拖动粗调划片位置。 (2)鼠标双击可以打开线式电位计大视图； (3)鼠标点击左侧划片，可以按下或者弹起左侧划片； (4)鼠标点击右侧划片，可以按下或者弹起右侧划片； (5)鼠标点击向左或者向右移动箭头，可以微调划片的位置。 3.三电势源 实验仪器和仿真仪器 真实仪器 仿真仪器
三电势源大视图操作方法：(1)鼠标双击可以打开三电势源大视图；(2)鼠标点击电源开关，可以打开或者关闭三电势源的电源。4.双刀双掷开关实验仪器和仿真仪器EsEXEX真实仪器仿真仪器EsEx双刀双掷开关大视图操作方法：(1)鼠标双击可以打开双刀双掷开关大视图；(2)鼠标左击或者右击开关，可以选择闭合Es或者Ex回路。五.实验指导实验重点1.掌握电位差计的构造和应用
三电势源大视图 操作方法： (1)鼠标双击可以打开三电势源大视图； (2)鼠标点击电源开关，可以打开或者关闭三电势源的电源。 4.双刀双掷开关 实验仪器和仿真仪器 真实仪器 仿真仪器 双刀双掷开关大视图 操作方法： (1)鼠标双击可以打开双刀双掷开关大视图； (2)鼠标左击或者右击开关，可以选择闭合Es或者Ex回路。 五.实验指导 实验重点 1.掌握电位差计的构造和应用
2.加深对电学串并联电路的理解。3.掌握用补偿法测电池电动势的原理和方法。实验难点1.根据补偿法原理正确连接实验线路。2.快速准确找出电路处于补偿状态时的平衡点。辅助功能介绍界面的右上角的功能显示框：当在普通做实验状态下，显示实验已经进行的用时、记录数据按钮、结束操作按钮：在考试状态下，显示考试所剩时间的倒计时、记录数据按钮、结束操作按钮、显示考卷按钮（考试状态下显示）。右上角工具箱：可以打开计算器。右上角帮助和关闭按钮：帮助按钮可以打开帮助文件，关闭按钮功能就是关闭实验。实验仪器栏：鼠标选中仪器中的仪器，可以查看仪器名称，在提示信息栏可以查看相应的仪器描述。提示信息栏：显示实验过程中的仪器信息，实验内容信息，仪器功能按钮信息等相关信息，按F1键可以获得更多帮助信息。实验内容栏：显示实验名称和实验内容信息（多个实验内容依次列出），当前实验内容显示为橘黄色，其他实验内容为蓝色；可以通过单击实验内容进行实验内容之间的切换。切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行初始化。实验操作方法1.主窗口介绍成功进入实验场景窗体，实验场景的主窗体如下图所示：Q0:00:15SRRN2服BSEMEERP用补偿法测电池电动势实验主场景图2.实验操作介绍(1)检流计调零双击打开检流计大视图，点击背面视图，点击电源开关，打开检流计电源开
2.加深对电学串并联电路的理解。 3.掌握用补偿法测电池电动势的原理和方法。 实验难点 1.根据补偿法原理正确连接实验线路。 2.快速准确找出电路处于补偿状态时的平衡点。 辅助功能介绍 界面的右上角的功能显示框:当在普通做实验状态下，显示实验已经进行的 用时、记录数据按钮、结束操作按钮；在考试状态下，显示考试所剩时间的倒计 时、记录数据按钮、结束操作按钮、显示考卷按钮（考试状态下显示）。 右上角工具箱：可以打开计算器。 右上角帮助和关闭按钮：帮助按钮可以打开帮助文件，关闭按钮功能就是关 闭实验。 实验仪器栏：鼠标选中仪器中的仪器，可以查看仪器名称，在提示信息栏可 以查看相应的仪器描述。 提示信息栏：显示实验过程中的仪器信息，实验内容信息，仪器功能按钮信 息等相关信息，按F1键可以获得更多帮助信息。 实验内容栏:显示实验名称和实验内容信息(多个实验内容依次列出)，当前实 验内容显示为橘黄色，其他实验内容为蓝色；可以通过单击实验内容进行实验内 容之间的切换。切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内 容进行初始化。 实验操作方法 1.主窗口介绍 成功进入实验场景窗体，实验场景的主窗体如下图所示： 用补偿法测电池电动势实验主场景图 2.实验操作介绍 (1)检流计调零 双击打开检流计大视图，点击背面视图，点击电源开关，打开检流计电源开
关。鼠标点击检流计调零旋钮，进行检流计调零操作。器正美63AZ19型直流检流计当出现“检流计的指针已经指向0”的提示时，代表检流计调零完成，此时不要再点击调零旋钮了。FES1(2)实验连线鼠标点击三电势源中的Ex的红色接线柱与双刀双掷开关的Ex红色接线柱相连。鼠标点击三电势源中的Ex的黑色接线柱与双刀双掷开关的Ex黑色接线柱相连。鼠标点击三电势源中的En的红色接线柱与双刀双掷开关的Es红色接线柱相
关。鼠标点击检流计调零旋钮，进行检流计调零操作。 当出现“检流计的指针已经指向0”的提示时，代表检流计调零完成，此时 不要再点击调零旋钮了。 (2)实验连线 鼠标点击三电势源中的Ex的红色接线柱与双刀双掷开关的Ex红色接线柱相 连。鼠标点击三电势源中的Ex的黑色接线柱与双刀双掷开关的Ex黑色接线柱相连。 鼠标点击三电势源中的En的红色接线柱与双刀双掷开关的Es红色接线柱相
连。鼠标点击三电势源中的En的黑色接线柱与双刀双掷开关的Es黑色接线柱相连。1·鼠标点击三电势源中的Eo的红色接线柱与线式电位计的10号接线柱相连。鼠标点击三电势源中的Eo的黑色接线柱与线式电位计米尺最右侧的接线柱相连。0:130mIeumARaEERERN鼠标点击检流计中的红色接线柱与双刀双掷开关中间的黑色接线柱相连。鼠标点击检流计中的黑色接线柱与线式电位计划片上的接线柱相连。00:14:30PER30eete（3）打开三电势源的电源双击打开三电势源的大视图，鼠标点击电源开关，打开电源开关
连。鼠标点击三电势源中的En的黑色接线柱与双刀双掷开关的Es黑色接线柱相连。 鼠标点击三电势源中的Eo的红色接线柱与线式电位计的10号接线柱相连。鼠 标点击三电势源中的Eo的黑色接线柱与线式电位计米尺最右侧的接线柱相连。 鼠标点击检流计中的红色接线柱与双刀双掷开关中间的黑色接线柱相连。鼠 标点击检流计中的黑色接线柱与线式电位计划片上的接线柱相连。 (3)打开三电势源的电源 双击打开三电势源的大视图，鼠标点击电源开关，打开电源开关
(4)闭合Es鼠标点击双刀双掷开关大视图，右击开关，开关指向Es。EsEx(5)寻找平衡点双击打开线式电位计大视图，鼠标点击左侧或者右侧划片，按下左侧或者右侧划片。将双刀双掷开关的中间红色接线柱分别于线式电位计中的0至9号接线柱相连接，观察划片放置在最左边和最右边时按下划片时检流计偏转方向，若偏转方向正好相反，则连接合适
(4)闭合Es 鼠标点击双刀双掷开关大视图，右击开关，开关指向Es。 (5)寻找平衡点 双击打开线式电位计大视图，鼠标点击左侧或者右侧划片，按下左侧或者右 侧划片。 将双刀双掷开关的中间红色接线柱分别于线式电位计中的0至9号接线柱相 连接，观察划片放置在最左边和最右边时按下划片时检流计偏转方向，若偏转方 向正好相反，则连接合适
此时在米尺上移动划片，可以通过场景中粗调划片，也可以通过左右箭头进行微调。通过来回按下左右两个划片找到平衡点。EEE(6)闭合Ex鼠标点击双刀双掷开关大视图，左击开关，断开开关，再次左击开关，开关指向Ex。同样的方法找到平衡点
此时在米尺上移动划片，可以通过场景中粗调划片，也可以通过左右箭头进 行微调。通过来回按下左右两个划片找到平衡点。 (6)闭合Ex 鼠标点击双刀双掷开关大视图，左击开关，断开开关，再次左击开关，开关 指向Ex。同样的方法找到平衡点