电阻分压，高手解答K1，K2，K3.....K7的电压计算方法，写详细一点，谢谢

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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。它是精密测量中应用最广的仪器之一，不但用来精确测量电动势、电压、电流和电阻等，还可以用来校准电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量(如温度、压力、位移和速度等)的电测中也占有重要地位。

实验目的：

1、掌握电位差计的工作原理和结构特点；

2、学习用电位差计测电源电动势。

3、学习用电位差计测电源内阻(选作)

实验原理：

电压表接至电池两端，如图1所示时，电压表显示的是电池的端电压，不是电池的电动势。其原因在于电池内阻不为零，流经电压表的电流在电池内部产生了内压降。只有当电池内部没有电流时，电池两端的电压才等于电动势。但是，无电流通过电池时，电压表示值为零。因此，从原理上讲不可能用电压表测量电池的电动势。

电位差计的补偿原理

电位差计是一种利用补偿原理测量电动势或电位差的仪器，其基本原理可用图2所示电路说明。Ex是待测电动势的电源，E0是可输出电压的电源。调节E0使检流计指针示零，此时电路中两个电源的电动势必然大小相等，这说明待测电池的电动势Ex已经被可调电源E0的输出电压所“补偿”。若已知E0，则可测得Ex。实际应用中E0来自某个经校准的电压，其大小用分压方式调节。

图1 图2

线式电位差计测量电池电动势的原理

如图3所示，由工作电源E，滑线变阻器Rp、工作电源控制开关K1及一均匀电阻丝AB组成工作回路。其中Rp用于调节AB上电压降的大小；由标准电池Es、检流计G、开关K2及C’D’段电阻丝组成工作电流校准回路；由待测电池Ex、检流计G、开关K3及CD段电阻丝组成工作电流测量回路；校准回路与测量回路都属于补偿回路。

电位差计的使用包括校准与测量两大步骤。利用某个电压标准(标准电池)，通过改变Rp确定工作电流的过程称为校准。测量必须在校准的工作电流下进行。

用标准电池校准时，如图3所示，闭合K2并断开K3，调节Rp大小及界段电阻丝使检流计指针示零，此时校准回路达到补偿状态，显然有

Es =Ir0Ls (1)

式中r0为电阻丝单位长度上的电阻值，Ls为C’D’段电阻丝长度。测量时保持工作电流不变（即不再调节Rp），闭合K3并断开K2，改变CD段电阻丝长度使检流计指针示零，此时测量回路达到补偿状态，显然有

Ex=Ir0Lx (2)

式中Lx为CD段电阻丝长度。由式(1) (2)易得

Ex=Es Lx / Ls (3)

若已知Es，通过测量出Lx、Ls，则可由式(3)求出Ex。

为得到较高得测量准确度，应适当选择电位差计得量程，其方法是通过调节Rp使得Lx 、Ls中的较大值接近于电阻丝总长度AB。

根据上述原理可知，电位差计测量电动势(或电压)不像电压表那样要从待测电路中分流，因而不干扰待测电路，测量结果仅仅依赖于准确度极高得标准电池、高灵敏度得检流计和在实验中容易准确测定的电阻丝长度(在箱式电位差计中使用标准电阻箱测电阻)，所以，用电位差计测量电动势(或电压)具有很高的准确度。

图3

实验仪器：

十一位电位差计、待测电池、标准电池、检流计、保护电键、电阻箱、滑线变阻器、双刀双掷开关、单刀单掷开关、电压表、电源、导线等。

图4

十一位电位差计板如图4所示，电阻丝AB长11m，往复绕在木板的是一个接线插孔B、0、1、……10间，每两个连续插孔间电阻丝长为1m。

图4中虚线框所示为保护电键。保护电键有断开与闭合两种状态，分别起到限制与不限制电路中电流的作用。本实验中保护电键保护的对象是标准电池和检流计。

实验内容：

用线式电位差计测量干电池电动势

按图5连接线路，要特别注意电源、标准电池、待测电池的极性不能接错，接错极性不但不能找到补偿点，还可能对标准电池和检流计造成损害。

选择电位差计量程。如图5所示，电位差计的量程就是AB两点间的电压。当Rp=0时，AB=端，即十一位电位差计的最大量程为电源端电压。待测干电池的电动势为1.5左右，为充分使用电位差计量程以提高测量准确度，建议将电位差计量程选为1.6～2.0,具体的做法是：闭合K1，用电压表测量A、B间电压，同时调节Rp使AB合乎要求并记录AB值。此时AB即为电位差计在目前情况下的量程，此后不能再改变Rp。

校准电位差计(测Ls)该步骤也可称为电位差计的定标或校准工作电流。根据所选则的电位差计量程估算出Ls’

Ls’=Es×11/ AB

调整CD间的电阻丝长度使其大体等于Ls’， 闭合K1断开保护电键K3(粗调)，K2合向待测电池一侧。按压触电键D并观察检流计指针的偏转情况，松开D，选择适当的方向适当D并观察指针偏转是否减小，反复进行直到指针基本无偏转时，闭合保护电键K3(细调)，继续精细调节D的位置直到检流计的指针无偏转，记下此时的CD段长度Ls,测量次数为一次。

测量Lx，根据所测得，估算出Lx’

Lx’ =1.5Lx/Ex

调整CD间的电阻丝长度使其大体等于Lx’。闭合K1断开保护电键K3(粗调)，K2合向待测电池一侧。按测Ls的方法和步骤测量出Lx，在改变RP的情况下重复测量共6次。

5标准电池的电动势随温度的变化而略有变化。实验中所用的酸性饱和标准电池，当使用温度在0～40℃时，电动势E可用下面的修正公式计算：

用电压表测一下待测电池的端电压x，以便和用电位差计所测得的电动势进行比较。

将所选定的电位差计量程AB、测出的Ls、Lx环境温度t及x，记入下表,算出Ex的平均值。.

序数
1
2
3
4
5
6
平均

Lx(m)

预习要求：

1、电位差计较普通电压表的优点。

2、两种定标的方法：

(1)先确定电流后确定定标长度。

(2)先确定定标长度再确定电流。

3、标准电池的特点和使用方法。

特点：(1)电动势稳定。

(2)电动势数值的有效数字较多。

注意：(1)严禁长时间工作于大电流状态,比如不能用电压表测量标准电池的端电压。

(2)轻拿轻放,严禁摔碰。

4、体会检流计灵敏度对实验结果的影响。

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