测定电源电动势和内阻及误差分析2014.12.8.

1、测定电源电动势和内阻一、实验原理 冈合电路欧姆定律=U+lr 求出E、一电压表、电流表濃U、I还可以:U=IR 电流表、两个逛值电阻 l=U/R压表、二、实验方案和电路1、用电压表、电流表測电池的E、rM oII2.用电流表.定值电阻鴻电汕的巳3、用电压表、定值电阻測电池的E、r（优点:内阻校大二、实验方法1、水果电池2、滇出多组作ZV I内阻易变化电压表选择03V ,滑动变阻器采用限流接法”且阻_、实验原理-1.实验原理:由E =Ui+Iirffl E = +中-计算求得E和r 2.注意事项：(1 )仪器的选择：电流表选择D6A z为了使电池的路端电压变化明显, 电池的内阻宜大些,可选用已使

2、用 一段时间的1号干电池。实验电路图注意事项:(2) 干电池在大电流放电时，电动势眩明显下降 ,内阻冷明显增大，故长时间放电不宜超过03A, 短时间放电不宜超过0. 5A。因此，实验中不要将71周 得过大，读电表要快，每次读完立即断电。(3) 要测出不少于6组Z、厶数据，且变化范围要大些,用方程组求解时，要将测出的人 黴据中，第1和第 4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组分别鏈 出&血再平均。在画旷2S线时，要使较多的点落在i各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太 可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差 抵消，从而提高精确度。二处iimg方法:A(1 )计算法(2 )图象法1、

3、特点：A点电压值为电动 势的值，直线AB的斜率的绝对值为内阻值.2、注意：纵坐标的起点值)误差分析有三种方法：计算法、图象 法、等效法。三、误差分析(-)(1)计算法：(相对电源A外接)设E和r为测量值,E和口为真实值由和 E=U2+I2r解得E=(I2U1-IiU2)/ (ig-ip r= (Uj-U2) / (I 。若考虑电流表和电压表的内阻，对于图(1)有:E =U】+ (I+U】/Ry)口E =U2+ (I2+U2/Rv) g解得:E = (12-12) / (I2-Ix) 一rx= (-UP / (Ig-ip 一 (Ui-ip /Rv比较得：E< E r < rk

4、4;UU60误差分析（二）:（2 ）图象法：先画测量线，再画真实线I真=I +IVI真=I +U/Rv 当U = 0时，I真二I 当U越大时，Iv越大。 从图可知：E测E真厂测 < 工真误差分析（三）：等效法町以把电源利电斥表看成 一个整体，这样测得的就是 这个整体的端电爪和通过这 个整体的电流，计算出的就 是这个整体的电动势和这个 整体的内电阻。根据戴维宁 定理，这个整体的电动势相 当于开路时电压表所分得的 电压，整体的电阻相当于电 源利电丿七表并联的阻值。即:从电源看：如电流表内接如不考虑电表影响:倚：厶-厶由于电流表的分压，电压表的示数u 不是电源的路端电压5,有u<uiit

5、设电流 表的内阻为心，用仇表示电动势的真实值 ,©表示内阻的真实值，则方程应修正为：爲=E(q + Ra .) SQ = U2 + Z2(ro + R'J解得：心=乞¥=晋一人疋拋 E /'SI、_e 2可竟电动势的疵量石等于真实嵐，袖| ° A-A内阻的测嵐值人于真实值。从电源看：如电流表内接图像法:测出几组t/、f值，纵后在弘/坐标系中描点并连线処貿中1线所 示。直线I与u轴的交点表示电源电动势的测量值，直察恋4率的绝 对值表示内电阻的测量值。由于电流表的分压作凰,纽 具体的(：，)，电流表测得电流/；就是通过鞫希J趣辗 源的路端电压比电压表测

6、得的U：略大，满足关系衣隔典耐 人越大，越大；越小，越小，特别的当时，。对每一牛强行修盹 ,每一个点的电流值不变，电压值适当调整变大，而且当诺獅 越大，对应的调整量也越大A0 B也就是测量值，即丘=丑|从电源看：如电流表内接等效法:把电流衣和电源等效为-新电源，如 图虚线框所示，这个等效电源的内阻 和心的串联总电阻，也就是测 量值，即厂二心+氏卫>仓出以上分析还可以知道，要减小误差 的内阻需很小，使得<<尸这个要求在实 定干电池的内阻时是很难满足的。误差分析:E测二E真 t测 > 匸真3、用电圧表、定值电阻测电池的E、电阻箱二、实验方法'优点：一内阻较大I缺点：

7、一内阻易变化1s水果电池2、测岀多组作图求解例题一要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势E和内 阻r （约几欧），提供下列器材：电压表V】（量程3v、电阻 IkO）,电压表V?（量程15V,内阻2kQ ）,电阻箱 （0999C）,电键，导线若干。某同学用量程为15V的电 压表连接成如图所示电路，实验步骤如下：（1）合上电键S,将电阻箱R阻值调到R产10Q,读得电压 表的读数为U"（2）将电阻箱R阻值调到R2=20Q , 由U产E-Ui7R,U2二E-U/Ri，解得E、r为了减少实验误差，上述实验在选择器材和读得电压表读驾为（J?,1应做哪些改进？提出：若用一节干电池，可否测电

8、势？哪个效果好？例题一解析:因为电源是两节干电池,E=3V,选用量程 为15V的电压表，表盘利用率不大，表的指针 不可能指到量程的1/2,测量时，系统误差较大. 故应选用量程为3V的电压表进行测量.若用两个方程求解，所取数据 带来较人的偶然误差，故应用图线 准确.二、实验方案和电路1、用电压表、电流表测电池的E、2、用电流表、定值电阻测电也的E、电阻箱例题二现仃器材：量程为10.0mA、内阻约30(”40(2的电流 表一个，定值电阻R,=150Q.定值电阳RROOd单刀单掷开 关S,孑线若于.要求利用这些器材测量一干电池的电动势 (电动势约1.5V)<1)按耍求在实物图上连线.(2)川C知量和肓接测得暈表示待