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Ir. 如果能测出 U，I 的两组数据，就可以列出两个关于 E，r的方程，于是能够从中解出 E和r. 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r. 2用电阻箱和电流表测定：电路图如图所示.原理：由欧姆定律可知，测出两组电阻箱的不同值及其对应的电流，由，可得：，.式中、是电阻箱分别取和时电流表读数.为了准确可多测几组数据，求平均值，也可用图像处理，误差

2、为：，.3用电阻箱和电压表测定：电路图如图所示.原理：根据，测出两组电阻箱不同值及其对应的电压，即有，.得：.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 03 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 I和U的值(范围尽量大一些)，填入表格内.(5)断开开关，整理仪器.五数据处理(1)利

3、用U，I的值多求几组E和r 的值，算出它们的平均值.(2)图象法如图所示，建立 U，I坐标系，利用记录表中的U，I值描出相应的点，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.纵轴的截距等于电源的电动势 E，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r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

4、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，I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路电流，根据实验数据作出如图所示的图线a，那么考虑到电压表的分流，得到图线 b，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E测 E真,r测 r真.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 03 V 量程，电流表选取 00. 6 A量程. (2)一般不

5、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：分别解出 E，r，再取平均值作为测量结果. (3)一般采取图象法处理数据，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r 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，则如果不是从零开始，则如图所示). 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R1时，电流表的示数为I1；再次调节电阻箱，当阻值为R2时，电流表的示数为I2.（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E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据与真实