实验：测定电源的电动势和内阻

1、一、基本原理一、基本原理二、实验基本电路二、实验基本电路 ：路端电压：路端电压只要测出几组（至少两组）只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出值就可求出E、r闭合电路的欧姆定律：闭合电路的欧姆定律：r：通过电源的电流：通过电源的电流三、实验方案实施三、实验方案实施1 1、实验任务：在有伏特表和安培表的条件下，测量一、实验任务：在有伏特表和安培表的条件下，测量一节旧干电池的电动势和内阻。即利用伏安法测量。节旧干电池的电动势和内阻。即利用伏安法测量。2 2、实验器材：待测干电池、符合条件的伏特表和安培、实验器材：待测干电池、符合条件的伏特表和安培表各一只、滑线变阻器一只，开关一只、导线若干。表各一

2、只、滑线变阻器一只，开关一只、导线若干。3 3、实验电路图、实验电路图4 4、实验步骤：、实验步骤：实验步骤实验步骤1 1）按原理图连接实物图）按原理图连接实物图2 2）、把变阻器的滑片移到一端使把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大电阻值最大3）、闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有）、闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法示数，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测量并记录几组U，I值。值。4 4）、断开电键，整理好器材）、断开电键，整理好器材I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.3

3、21.241.181.111.O5方法一：公式法方法一：公式法 改变改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组的阻值，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，多测量几次的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，的值，算出算出E、r取平均值取平均值. rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE缺点缺点:计算量大计算量大四、数据处理四、数据处理方法二：图象法方法二：图象法在坐标纸上以轴为横坐标，在坐标纸上以轴为横坐标，为纵坐标，用测出几组的，为纵坐标，用测出几组的，值画出图象值画出图象 1.1.所得直线跟纵轴的交点即为电动势所得直线跟纵轴的交点即为电

4、动势E E的值，的值， 2.2.图线的斜率的绝对值即为内阻的值。图线的斜率的绝对值即为内阻的值。IrEU图象方程：图象方程：如何利用图象求如何利用图象求E和和r?rEI短Iukr3.3.图线与横轴的交点为短路电流？图线与横轴的交点为短路电流？电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数端UU vrAII 误差原因误差原因: :电压表分流电压表分流五、误差分析五、误差分析定性分析：定性分析：电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数RXUUvRXAII误差原因误差原因: :电流表分压电流表分压对比对比电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数端UUvrAII误差原因误差原因: :电流表分压电流表分压电压

5、表示数电压表示数电流表示数电流表示数RXUUvRXAII误差原因误差原因: :电压表分流电压表分流对比对比理论推导：理论推导：根据闭合回路欧姆定律，两次测量方程为：根据闭合回路欧姆定律，两次测量方程为：rrEE测测真实值真实值测量值测量值rrEE测测测测在测干电池的电动势和内在测干电池的电动势和内阻的实验中为什么采用甲阻的实验中为什么采用甲图？图？测量值测量值真实值真实值ARr-测测某同学测一节干电池的电动势和内阻现备有下列器材：某同学测一节干电池的电动势和内阻现备有下列器材：A被测干电池一节被测干电池一节B电流表；量程电流表；量程00.6 A，内阻，内阻0.1 C电流表：量程电流表：量程03

6、 A，内阻，内阻0.024 D电压表：量程电压表：量程03 V，内阻未知，内阻未知E电压表：量程电压表：量程015 V，内阻未知，内阻未知F滑动变阻器：滑动变阻器：010 ，2 AG滑动变阻器：滑动变阻器：0100 ，1 AH开关、导线若干开关、导线若干由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差在现由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻(1)在上述器材中请选择适当的器材：在上述器材中请选择适当的器材：_(填写选项前的字母填写选项前的字母)(2)(2)画出相应的实验电路

7、图；画出相应的实验电路图；ABDFH(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的UI图图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E_ V，内电阻，内电阻r_ 1.500.9六六. .重要注意事项重要注意事项: :（5 5）使用内阻较大一些的旧电池。）使用内阻较大一些的旧电池。（1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位 置处置处（2）要测出不小于）要测出不小于6组、数据，且变化范围要大一些组、数据，且变化范围要大一些（3）画）画图线时，应

8、使图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使图线通过尽可能多的点，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舍去。的点舍去。（4）画）画U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根图线时，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电动势截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.（揭阳一模

9、）某同学要测量一电动势略小于（揭阳一模）某同学要测量一电动势略小于3V3V的直流电源的的直流电源的电动势和内阻按照原理图连接好线路后进行测量，测出电动势和内阻按照原理图连接好线路后进行测量，测出6 6组组数据记录在下表中，记录有明显错误的是第数据记录在下表中，记录有明显错误的是第 组数据组数据待测量待测量第第1组组第第2组组第第3组组第第4组组第第5组组第第6组组I/A0.110.200.300.400.500.56U/V2.872.852.832.822.792.58由上表可知，电压由上表可知，电压表示数变化不明显，表示数变化不明显，试分析引起这种情况试分析引起这种情况的原因是的原因是 将上

10、述器材的连线略将上述器材的连线略加改动就可解决上述加改动就可解决上述问题，请你在下图完问题，请你在下图完成正确的连线。成正确的连线。电源内阻过小电源内阻过小 6电源电动势与内阻测量的基本变式电源电动势与内阻测量的基本变式变式一利用电阻箱和电流表，测定电源的电动变式一利用电阻箱和电流表，测定电源的电动势和内电阻。势和内电阻。（1 1）电路如图所示：）电路如图所示：（2）主要步骤）主要步骤改变电阻箱阻值改变电阻箱阻值R，测出对应的电流，测出对应的电流I由（由（E=I1R1+I1r， E=I2R2+I2r） 得：得： 211221II)R(RIIE211122IIRIRIr(3)(3)误差分析：未考

11、误差分析：未考虑电流表分压，而虑电流表分压，而产生误差即电动产生误差即电动势测量值等于真实势测量值等于真实值，而内阻测量值值，而内阻测量值大于真实值大于真实值 若能测出多组若能测出多组I、R值，以值，以R为纵坐标，为纵坐标， 为横坐标，作出为横坐标，作出 图象，由于图象，由于 ，可知这条图线是直线，可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距直线在纵轴的截距r，图线的斜率，图线的斜率E=tan。I1I1RrIERxR1(广州一模）广州一模）某同学根据他设计的实验以及收集到的数据某同学根据他设计的实验以及收集到的数据作出了如图作出了如图e所示的所示的 图线，由此可知，干电池的电动图线，由此可知，干电池的

12、电动势势E = V（计算结果保留三位有效数字）；图线纵轴截距（计算结果保留三位有效数字）；图线纵轴截距的绝对值代表的绝对值代表 的电阻之和的电阻之和1.46(1.411.491.46(1.411.49均给分均给分) )电表与干电池电表与干电池变式二变式二 利用电阻箱和电压表，测定电源电动势和内阻利用电阻箱和电压表，测定电源电动势和内阻（1 1）电路如图所示）电路如图所示（2）主要步骤）主要步骤改变电阻箱阻值改变电阻箱阻值R，测出对应的，测出对应的电压电压U。由由 ， 求出电源的电动势和内阻求出电源的电动势和内阻rRUUE111rRUUE222(3)(3)误差分析：未考虑电压表分流而产生误差即电动势的误差分析：未考虑电压表分流而产生误差即电动势的测量值小于真实值，内阻的测量值小于测量值小于真实值，内阻的测量值小于真实真实值值 由由 ，得，得rRUUEERErU111RU11、根据测定的各组根据测定的各组 值在坐标上描出位置，然后依据这值在坐标上描出位置，然后依据这些位置作出些位置作出 图线图线 , ,图线是一条直线。图线是一条直线。RU11纵轴截距是电动势的倒数，斜率是纵轴截距是电动势的倒数，斜率是 Er序号序号1 12 23 34 45 56 67 7(1 1) )0.10.10.40.40.50.51.01.02.02.02.52.55.05.0(V(V1