测定电源电动势和内阻

1、测定电源电动势和内阻一.实验目的（1）测定电池的电动势和内阻.（2）掌握利用图象处理数据得到结论的方法.二.实验原理1 .用电流表和电压表如图所示，电源电动势E,内阻r与路端电 压U、电流I的关系可写为：E=U十。如果 能测出U, I的两组数据，就可以列出两个关 于E”的方程，于是能够从中解出E和匚因 此，用电压表、电流表加上一个可以改变的电 阻，就能测定电源的电动势E和内阻匚2 .用电阻箱和电流表测定：电路图如图所示.原理：由欧姆定律七= /（& +）可知，测出两组电阻箱的不同 值及其对应的电流，由E = /|（g+-），E = /2（&+，）可得: E ，/因 - r _

2、/内-1R一12Tl, 一1 .式中/、是电阻箱分别取用和此时电流表读数.为了准确可多测几组数据，求平均值，也可用图像处理，误差为：七测=£,勺，.3 .用电阻箱和电压表测定：电路图如图所示.E = U+ r原理：根据R ,测出两组电阻箱不同值及其对应的电压，即有e = u,+A. 凡 .得：E_UU'RR)U】R)U氏（qu?）尺叫U,RUR,三.实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、电池、开关、导线.四.实验步骤：以电流表和电压表测量为例.(1)电流表用00.6 A量程，电压表用。3 V量程，连好电路图(2)把变阻器的滑片移到使串联电阻达到最大值的位置.(3)闭合

3、开关，调节变阻器的滑片，使电流表有明显示数，读出此时的电流I和电压U,断开开 关S,把数据填入表格内.(4)改变变阻器的滑片位置，用上述同样的方法读出六、七组不同的/和U的值(范围尽量大一 些)，填入表格内.(5乂所开开关，整理仪器.五.数据处理(1)利用U, I的值多求几组七和的值，算出它们敷项旨、12345678CJ/V的平均值.I/A(2)图象法如图所示，建立u, /坐标系，利用记录表中的“ /值描出相应的 jy/v点，再根据这些点画出直线.画线时应让尽量多的点落在直线上，不在直线上的点也要大致均匀地分布在直线两侧，个别偏离这条直线过远的点应舍去，不予考虑.I星-()Io 1/纵轴的截距

4、等于电源的电动势£横轴的截距等于外电路短路时的 电流I.直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即 六.注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池宜选内阻大一些的(使用用过的干电池或水果电池).(2)由于干电池在大电流放电时电动势会明显下降，内阻尸会明显增大，故实验中不能将电流调 得过大，且读数要快，读完后立即切断电源.(3)两表应选择合适的量程，使指针偏转角度大一些以减小读数时的误差.(4)尽量多测几组U, /的数据(不少于6组)，且数据变化范围要大一些.七.实验误差分析：本实验中，电压表测量的是路端电压，但是由于 电压表的分流作用，电流表测量的却不是干路电流，电流表的读数略 小于干

5、路电流，根据实验数据作出如图所示的图线出 那么考虑到电 压表的分流，得到图线h,由此可见，按照实验 如图数据求得的电 动势和内阻均小于电源的实际电动势和内阻，即正闸E 八.减小实验误差的方法：(1)合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，电压表选取。3 V量程，电流表 选取00.6A量程.(2)一般不采取解方程组的方法处理数据，太麻烦，如果采用的话，在连续得到的六组数据中, 第一组和第四组，第二组和第五组，第三组和第六组，分别组成方程组，例如：| £=5十十厂，七=5十八，'E=U1+ Lr/+ E=a + Ar.分别解出E, /，再取平均值作为测量结果.(3)一般采

6、取图象法处理数据，偏离图线较远的点，相当于数据不合理的点，一定要舍掉，以 减小偶然误差.(4)干电池的内阻较小时，斜率太小，所描点及所| U/V1 U/V连线的下部空间得不到利用，如图甲所示，误差 太大.为此，可使纵坐标不从零开始，把纵坐标比 例放大，以减小误差，如图乙所示，但是要注意 图线与横轴交点不再是短路电流，而与纵轴交点 意义不变.(5)在利用U- I图象求1时一定要弄清楚U- I图象的纵坐标是否从零开始.如果从零开始，则FF _U如果不是从零开始，则r=如图所A/6420A/甲Ig/' 示）.九.练习：1.实验室中用如图所示的电路可测量电源的电动势和内电阻.实验时，先闭合开关，调节电阻箱阻值为凡时，电流表的示数 为k再次调节电阻箱，当阻值为用时，电流表的示数为区.（1）若不计电流表的内阻，试利用上述物理量写出电源电动势 片和内电阻r的表达式.（2）若计电流表的内阻，从理论上分析，用上述方法测出的数