用电势差计测电源电动势(为什么可以用电势差计

1. 为什么可以用电势差计测量电源电动势

用电位差计测量电动势（或电压），是将未知电动势（或电压）与电位差计上的已知电压相比较。

它不像电压表那样要从待测线路中分流，因而不干扰待测电路，测量结果仅依赖准确度极高的标准电池和高灵敏检流计。所以，电位差计测量电压的精度较高。

2. 为什么可以用电势差计测量电源电动势的电压

答案：用万用电表测得电池两端的电势差并不是电源电动势。因为此时，万用电表和电池实际构成了一个闭合电路，这个电路中有微小的电流通过，电池的内电阻要消耗一部分电压，万用电表测得的实际上是这个闭合电路的路端电压，不是电源的电动势。

3. 为什么电势差计测量待测电势的电动势

1.补偿原理：

        电位差计的测量原理实质：用它自己的输出电压和待测电压比较大小，故称为“电位差计”。如下图所示，设Ex是待测电动势或未知电压，E0是电压可调的电源，电表G是高灵敏度的检流计，Ex和E0通过检流计并联在一起。接通电路后调节E0的大小，当Ex=E0时，检流计将不偏转，即电路中没有电流，两个电源的电动势大小相等，称为“补偿”，若已知补偿状态下E0的大小，就可以确定Ex。这种测定电源电动势的方法叫做补偿法。电位差计就是应用补偿法原理设计的精密仪器。

2.UJ33a型直流携带式电位差计的工作原理：

        如下图所示，UJ33a型直流携带式电位差计的内部电路主要由三个电路组成。

（1）工作电路：工作电路是由内置电压E、工作电流调节电阻Rp、内置标准电阻RN、补偿电阻Rk组成的串联回路，它实际上就是一个限流回路，作用是提供工作电流Ip。

（2）电流校准回路：由内置标准电池EN、标准电阻RN和检流计G组成，作用是校准工作电流，使其保持一个固定的值。当K2开关接通“标准”端时，调节Rp使检流计回零，此时满足RNIp=EN，亦即工作电流为

（3）测量回路：由补偿电阻Rk、待测电动势或电压Ex和检流计G组成，它实际上是分压电路，作用是输出一个电压去补偿未知电压或电动势。

     当Ex接入未知端时，将K2接通“未知”端，调节补偿电阻Rk的滑动端C，使检流计指零，此时满足Ex=RkIp，由于工作电流IP是一定的，可将补偿电阻Rk的不同取值标定成相应的输出电压值。UJ33a型直流电位差计就是按Ip=10mA标定的，所以我们可以从电位差计读取到它输出的电压。在测量档位达到补偿状态时，这个电压值就是Ex。

4. 为什么电势差计测量的是电池的电动势而不是其端电压?

后半句话是错的，在开路的情况下，后者才是对的，原因是，原电池有内阻，当测量时电池通过测量电路形成回路，原电池的内阻上就会产生压降，就会导致电动势与电压和电势差的不一致。原电池正负极电极电势差值就是电源电动势，此半句话是有条件，当电池处于平衡态时，两个电极的电极电势之差就等于该可逆电池的电动势，按照我们常采用的习惯，规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差。

5. 用电位差计测电源电动势

答案：伏特表不能测电源电动势，是因为将伏特表的两极与电源两极相连时，实际上，电源和伏特表就构成了一个闭合电路，这个电路当中是有电流通过的，也就是说，电源的内阻要消耗一部分电压，此时，伏特表测的实际上是这个电路的路端电压，小于电动势。

6. 为什么可以用电位差计测量电源电动势

现代很多直流电源可直接读出输出电压,将这样的电源的正极与待测电池正极,负极与负极相连,串联一个保护电阻和一个检流计.调可读电源的输出电压至检流计指针不在偏转.此时待测电压与可读电压的值相等.利用电势相消. 电池的电动势不能直接用伏特计来测量。

因为当把伏特计和电池接通过后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池就发生化学反应，溶液浓度不断改变。因而电动势也不断变化，这时的电池已不是可逆电池。

另外电池本身有内阻，用伏特计所量出的只是两电极间的电势差而不是可逆电池的电动势。

所以测量可逆电池的电动势必须在几乎没有电流通过的情况下进行。常用对消法测量可逆电池的电动势。

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