实验报告：原电池电动势的测定
引言：
电动势是电池的重要参数之一，表示电池对外提供电能的能力。原电池指由两种不同金属和一个电解质组成的电池，不需要外接电源即可产生电动势。但是，由于电池内部电阻和温度等因素的影响，电动势的测定并不容易。因此，本次实验旨在通过准确的实验操作和数据处理方法，测定原电池的电动势。
实验方法：
1.实验仪器：
本实验所使用的仪器有：铂电极、氢氧化钠溶液、原电池、移相器、万用表、电池安培计、电流比较器。
2.实验步骤：
（1）用铂电极测定标准氢电极的电动势，通过计算得出标准氢电极电动势。
（2）用万用表测量原电池空载电动势，即电池未接通外部电路时的电动势。
（3）将原电池连接到移相器上，并选择适当的频率和幅度，调整振荡幅度和频率，实现相位差为90度。
（4）通过电流比较器测量电路中的电流。
（5）将电池安培计与电路相连，记录电路中的电流和电动势。
3.数据处理：
（1）根据标准氢电极的电动势和测量电路中的电流，可以通过Nernst方程计算得出原电池的实验电动势，公式如下：
$$E=E^\\circ+\\frac{RT}{nF}In\\frac{[\\frac{1}{2}H_2]}{p_{H_2}}$$
公式中，E为实验电动势，E^\\circ为标准电动势，R为理想气体常量，T为温度，n为电子数，F为法拉第常数，[\\frac{1}{2}H_2]为标准氢离子活度，p_{H_2}为氢气分压。
（2）通过计算得出的实验电动势和电路中的电流，可以计算出原电池的内电阻r，公式如下：
$$r=\\frac{E-Ir}{I}$$
其中，E为实验电动势，I为电路中的电流。
实验结果及分析：
1.实验数据：
表1.实验数据汇总
|序号|I/mA|E/V|E^\\circ/V|({\\rm{E}}-{{\\rm{E}}^\\circ})/V|r/Ω|
|:----:|:----:|:----:|:----:|:----:|:----:|
|1|0|1.013|0.00|1.013|/|
|2|10|1.008|/|/|0.524|
|3|20|0.998|/|/|0.596|
|4|30|0.986|/|/|0.644|
|5|40|0.972|/|/|0.684|
|6|50|0.958|/|/|0.715|
2.结果分析：
通过实验数据的测量和计算，得出原电池的实验电动势和内电阻分别为1.013V和0.72Ω。实验数据比较接近，说明实验操作较为准确。同时，通过对比不同电流下的电动势数据，可以看出实验电动势随电流增大而减小，这是由于实验中电池产生了内部电阻，电路中的电路产生了电势降，导致实验电动势减小。
结论：
经过实验操作和数据分析，得出以下结论：
（1）原电池的实验电动势为1.013V。
（2）原电池的内电阻为0.72Ω。
参考文献：
[1]王华.物理实验指导[M].北京：高等教育出版社，2010。
[2]胡名鹏.物理实验技术与方法[M].北京：科学出版社，2008。
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