使用电位器实验比较两个已知原电池的电动势

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引言

电位器实验是比较两个已知原电池电动势 (EMF) 的常规测试。

此实验通常用于通过测量和比较在给定时间两个原电池的电动势来保护外部环境。原电池分为丹尼尔电池和勒克朗谢电池，这允许实时评估两个电池的电动势。

什么是电位器实验？

电位器实验是通过一种用于测量电路中电位差的装置进行的。

电位器主要用于测量将电荷从一个特定点移动到另一个特定点的电位差 (Palomino-Ruiz *et al.* 2021)。

一般来说，可以追溯到两种类型的电位器，用于比较两个已知原电池电动势的推子电位器和旋转电位器。

图1：电位器实验

推子电位器主要用于现代低功耗音频系统。这些电位器用作音频控制设备，用于控制设备内频率的衰减 (Thefactfactor, 2022)。

另一方面，旋转电位器通常用于控制音量和实时塑造音频信号的特性。简而言之，电位器是一种可以帮助测量和比较的关键设备。

电位器实验所需的材料

电位器实验是一种有效的测试方法，用于比较一定电路中两个原电池的电动势。为了确定一定电路中两个原电池之间的电动势差异，该实验遵循一系列材料或设备。

• 此测试中第一个也是可能最重要的组成部分是一个电位器，它将用于测量两个电池的电动势 (Shah et al. 2019)。

• 然后需要两个电池来实时进行测试。本实验中使用的两个电池是丹尼尔电池和勒克朗谢电池。

• 然后使用低电阻变阻器来稳定电路和电池内的实验，电流流过其中。

• 之后，将使用三个关键设备，即电流表、电压表和检流计，以实时形成单向键和双向键。

• 然后需要一些常用的材料，如骑马器、三角板和电阻箱，以便实时进行测试。

• 最后，需要一些连接线和一块砂纸才能成功进行测试，同时比较两个原电池的电动势。

使用电位器实验比较两个电池电动势的理论

在电位器实验中，可以使用电压表测量电路中端子电池之间的电位差。

另一方面，电位器用于确定测试中存在的两个原电池的电动势值 (Physicsmax, 2022)。

假设$\mathrm{E_1}$和$\mathrm{E_2}$是这里的两个原电池，这两个电池的电动势是$\mathrm{I_1}$和$\mathrm{I_2}$。

图2：电位器实验电路图

当图分别连接到电路时，给定的电动势用于平衡$\mathrm{E_1}$和$\mathrm{E_2}$电池的长度。在此实验中，$\mathrm{\varphi}$表示在实时实验中与电位器线一起出现的电位梯度。本理论中使用的公式为$\mathrm{E_1/E_2= \varphi\: I_1/\: \varphi \:I_2 = I_1/I_2}$。

电位器实验中涉及的程序

电位器实验的程序遵循一条广泛的途径，其中不同的材料和不同的过程同时参与。首先，需要在电路图中正确排列实验所需的设备。之后，需要将正极连接到负极和端子极。

图3：使用电位器比较两个电池的电动势

之后，需要插入两个开关之间的插头，并且需要轻轻地将骑马器滑过电位器的导线 (Physicsmax, 2022)。最后，需要根据零点的长度和在零点可见的所有内容进行记录，以观察实验中的电阻差异。

电位器实验的观察结果

平衡长度	$\mathrm{E_1/E_2 = l_A J_1/ l_A j_2}$
$\mathrm{L_1}$ 用于电池 $\mathrm{E_1}$ (cm)	$\mathrm{L_2}$ 用于电池 $\mathrm{E_2}$ (cm)
327	376	0.86
323.5	371	0.87
321.5	369	0.87
312.5	352.5	0.88

表1：观察表

在上表中，电动势的最终比率为$\mathrm{E_1/E_2\:\sim\:0.87}$，这也是上述观察结果。

结论

电位器实验是一种可以正确比较两个电池电动势的有效测试。当电流流过电路时，电位器用于测量流经电路的电流的内阻。凭借所有必需的设备，电位器实验能够成功测量原电池之间的电动势差异。

常见问题 (FAQ)

Q1. 电位器实验中使用的一些重要注意事项是什么？

答：在进行电位器实验时，连接需要紧密、整洁和干净。此外，本实验中使用的电池的所有正极都需要连接到导线的端子。

Q2. 电位器实验中可能存在的误差来源是什么？

答：在电位器实验中，电池可能没有充分充电，并且电位器线可能不是用高级材料和均匀横截面制成的。还可能存在端部电阻在整个导线长度上不为 0 的情况。

Q3. 电位器实验背后积极起作用的原理是什么？

答：操作原理是电位器实验的一个积极部分，因为它依赖于在过程中携带恒定电流的均匀横截面。该原理指出，电流的长度及其恒定流动彼此成正比。