[发明专利]一种用于十一线电位差计实验的电子型标准电池及实验仪器

说明书

技术领域

本发明涉及物理实验中的“十一线电位差计测电池的电动势”电子型标准电池及实验仪器。

背景技术

“十一线电位差计测电池的电动势”实验是我国高校理工科专业的本科生、高职高专学生都要做的实验，实验中对测量结果的准确度要求不高，但由于它是解剖式结构，仪器简单直观，学生易于理解、掌握电位差计工作原理、使用方法以及操作过程且实验时有连接电路、排除故障等训练，故成为大多数理工科专业的本科生、高职高专学生都要做的物理实验。

目前实验中最常采用仪器组合方案是：1个标准电池(如BD7-1型化学电池)，1个灵敏检流计(如AC5/2)，1个十一线电位差计(总电阻约80Ω)，1个3V直流稳压电源(如YB17××系列)，1个待测电池(如1.5V干电池)，1个滑线电阻器和1个保护电阻箱(如ZX21)，1个单刀单掷开关和1个单刀双掷开关。在用该仪器组合进行实验时，存在四个问题：

(1)BD7-1型标准电池是一种化学电池，极容易损坏。它不能摇晃和震动，更不允许倒置；存放地点的温度和湿度应符合要求；最大允许电流为10μA，并应间歇使用，超过10μA电流会造成电压不标准，甚至损坏标准电池。

(2)AC5/2(电流分度值2×10^-6A/div，内阻50Ω)检流计很灵敏，学生在实验中一个不注意都会造成损坏，且其价格较贵。

(3)由于BD7-1型标准电池在使用中内阻较大(内阻约3000Ω)，使得在用标准电池校准电位差计时，灵敏度显得不够。一般选取单位长度上的电压K＝0.15～0.20V/m＝0.15～0.20mV/mm，长度读数只需读到毫米位(即最后一位为mm)，根据电位差计灵敏度公式S=10.2CI(rs+rg+rE)]]>=10.2×2×10-6(3000+50+50)=112×104/V]]>(因为AC5/2检流计指示表头较小，一般实验者判断检流计是否指零只能够分辨0.2格的偏转。C₁为检流计的电流分度值，r_s为标准电池内阻，r_g为检流计的内阻，r_E为工作回路等效电阻，约几十欧姆，在这取50Ω计算)，电压分辨能力为：1S=1.2×10-3V=1.2mV,]]>它比1mm上的电压0.15～0.20mV大许多，故灵敏度不够。