例题 04-12-07 电势差计的工作原理 电势差计(亦称电位差计)是精确测量未知电动势的一种仪器，它的线路如图所示。NF是一根粗细均匀的电阻丝，其电阻为R。为提供电路中电流的电源电动势，它必须大于待测电源的电动势 和标准电池的电动势在通常情况下能保持恒定)。G为电流计，其一端D可在NF上滑动，以改变ND段的电阻(计算时用表示)。电路中的电流大小，借可变电阻来调节。利用转换开关 ，可以把标准电池或待测电源的电动势接入电路。

先将转换开关掷向标准电池，移动触点D，调节到电流计G的指针不发生偏转，即通过电流计G中的电流为零，则A、D两点电势相等，这时电势差计达到平衡。设平衡时ND段的电阻为，电路NDFCEN中的电流为 ，则此时电池的端电压就等于电动势，故有

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(A)

接着，把掷向待测电源，使接入电路，以待测电源代替标准电池。重复上述操作，移动触点D，当D移到D′点时，电流计中的电流为零，而电路NDFCEN中的电流仍为(为什么?)。读者可作同样的计算，而得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (B)

式中为ND′段的电阻值。将式(A)和式(B)相除，得

　　　　　　　　　　　　　　　　　

因NF是截面均匀的电阻丝，其电阻与长度成正比，设其单位长度的电阻为r；并设ND、ND′的长度分别为、，则有，，把它们代入上式，并移项得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　

因为标准电池的电动势已知，所以将测得的电阻丝长度之比代入上式，便可求出待测电源的电动势。由于在测试过程中，不输出电流，所以这是一种测量电源电动势的精密方法。