测定电池的电动势和内阻

1、一、实验原理,闭合电路的欧姆定律：,E=U+Ir,：路端电压,：通过电源的总电流,只要测出几组（至少两组）,U,、,I,值就可求出,E,、,r,二、实验基本电路,A,V,A,V,甲,乙,思路：,通过两次以上获得的数据,解方程,而求得,E,和,r,。,测量仪器：用电流表、电压表与滑动变阻器,A,V,U,1,=E-I,1,r,U,2,=E-I,2,r,I,1,U,2,?,I,2,U,1,E,?,I,1,?,I,2,U,2,?,U,1,r,?,I,1,?,I,2,三：实验步骤,1,、仪器选择：,安培表：,00.6A,伏特表,:03V,滑动变阻器,:,选用阻值较小的,2,、按原理图连接实物,图,A,v

2、,3,：把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大,（保护电路）,4,：闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数,有明显示数，记录一组电流表和电压表的示,数，用同样的方法测量并记录几组,U,，,I,值。,5,：断开电键，整理好器材,U/V,I/A,1,1.37,0.12,2,1.32,0.20,3,1.24,0.31,4,1.18,0.32,5,1.10,0.50,6,1.05,0.57,四,数据处理,方法一：公式法,改变,R,的阻值，从电流表和电压表中读取两组,I,、,U,的值，代入方程组联立求解，多测量几,次,I,、,U,的值，算出,E,、,r,取平均值,.,E= U,1,+ I,1,r,E,1,r,

3、1,E= U,2,+ I,2,r,E= U,3,+ I,3,r,E,2,r,2,E,和,r,E= U,4,+ I,4,r,E= U,5,+ I,5,r,E,3,r,3,E= U,6,+ I,6,r,方法二：图象法,在坐标纸上以轴为横坐标，为纵坐标，,用测出几组的，值画出图像,0.72,最后从图像求出电动势为,E,1.46,V,内阻为,r=,I(A),0.12,0.20,0.31,0.35,0.50,0.57,U(V),1.37,1.32,1.24,1.20,1.10,1.05,五、重要注意事项,（,1,）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻,值最大位置处。,（,2,）使用内阻较大一些的旧电池

4、。使路端电压变,化明显。在实验中不要将电流调得太大，每次读,完数后立即断电，以免干电池在大电流放电时极,化严重，时,E,明显减小，,r,明显增大。,（,3,）要测出不小于,6,组、数据，且变化范围,要大一些。,（,4,）画图线时，应使图线通过仅可能多的,点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，,个别偏离直线太远的点可舍去。,（,5,）画,U-I,图线时，由于,r,较小，,U,变化缓慢，,图像只占据坐标系中一部分空间，故,纵轴的刻度,可以不从零开始,，而是根据测得的数据从某一恰,当的值开始（,但横坐标必须从,0,开始,),但这时图线,与横轴的交点,不再是,短路电流，而图线与纵轴的,截距,仍为

5、电动势,E,，图线的,斜率的绝对值仍为内阻,r,在直线上取距较远的点用,r,?,?,U,/,?,I,来计算内,阻。,（,6,）因电源内阻较小，为使电压表变化明显，,应选阻值较小的变阻器。,六、系统误差原因分析,A,V,甲,电流表外接,不考虑电表影响,I,2,U,1,?,I,1,U,2,E,测,?,E,测,?,U,1,?,I,1,r,测,解得,I,2,?,I,1,E,测,?,U,2,?,I,2,r,测,?,U,1,?,?,E,?,U,1,?,?,I,?,r,1,?,?,R,V,?,?,U,1,?,U,2,r,测,?,I,2,?,I,1,考虑电表影响,解得,?,U,2,?,E,、,r,为真实值,?

6、,E,?,U,2,?,?,I,?,r,2,r,?,?,?,R,V,?,?,I,2,U,1,?,I,1,U,2,E,?,U,1,?,U,2,(,I,2,?,I,1,),?,R,V,U,1,?,U,2,U,1,?,U,2,(,I,2,?,I,1,),?,R,V,比较得,E,测,E,r,测,r,电流表内接,V,A,乙,不考虑电表影响,E,测,?,U,1,?,I,1,r,测,E,测,?,U,2,?,I,2,r,测,解得,解得,I,2,U,1,?,I,1,U,2,E,测,?,I,2,?,I,1,U,1,?,U,2,r,测,?,I,2,?,I,1,考虑电表影响,E,?,U,1,?,I,1,r,?,I,1,

7、R,A,E,?,U,2,?,I,2,r,?,I,2,R,A,比较得,I,2,U,1,?,I,1,U,2,E,?,I,2,?,I,1,U,1,?,U,2,r,?,?,R,A,I,2,?,I,1,E,、,r,为真实值,E,测,=E,r,测,=,r,+R,A,r,1,E,?,E,测,真,外接法：,r,真,1,?,R,V,1,r,测,?,r,真,r,真,1,?,R,V,内接法：,E,测,?,E,真,r,测,?,r,真,?,R,A,由于,R,V,?,r,而,R,A,接近,r,，故,外接法,误差较小。,故在外接法中尽量选用内阻大的伏特表。,系统误差原因分析（,结合图像解析,）,公式，列方程解,U,?,U,

8、测，,I,?,I,测,?,U,/,R,V,?,I,?,U,/,R,V,U,?,0,时，,?,I,?,0,故，,E,测,E,真,r,测, r,真,I,?,I,测,，,U,?,U,测,?,IR,A,?,U,?,IR,A,I,?,0,时，,?,U,?,0,故，,E,测,= E,真,r,测, r,真,七,.,其他测量方法,其他方法一：电阻箱和电流表测定法,(,一只电流表和一个电阻箱,),E=I,1,(R,1,+r),E=I,2,(R,2,+r),A,R,1,A,R,2,误差分析与右图相同：,即,E,测,E,真,，,r,测,r,真,A,V,其他方法二：电阻箱和电压表测定法,(,一只电压表和一个电阻箱,),E= U,1,+ U,1,r / R,1,E= U,2,+ U,2,r / R,2,R,1,R,2,V,V,误差分析与右图相同：,即,E,测,E,真,，,r,测, r,真,A,V,例,现有器材：量程为,10.0mA,、内阻约,30-40,的电流,表一个，定值电阻,R,1,=150,，定值电阻,R,2,=100,，