第七章实验九测定电源的电动势和内阻.

1、一、实验目的一、实验目的1掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法； 进一步理解闭合电路欧姆定律进一步理解闭合电路欧姆定律2掌握用图象法求电动势和内阻的方法掌握用图象法求电动势和内阻的方法图实图实91图实图实92三、实验器材三、实验器材 电池电池(被测电源被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔线、坐标纸、铅笔四、实验步骤四、实验步骤1电流表用电流表用0.6 A量程，电压表用量程，电压表用3 V量程，按图实量程，按图实91所示连所示连 接好电路接好电路2把滑动变阻器的滑片移动

2、到使阻值最大的一端把滑动变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端3闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一 组数据组数据(U1，I1)用同样方法测量几组用同样方法测量几组I、U值填入表格中值填入表格中4断开开关，拆除电路，整理好器材断开开关，拆除电路，整理好器材五、数据处理五、数据处理 本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法式法，二是描点画图法第第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U/VI/A六、注意事项六、注意事项1为了使电池的路端电

3、压变化明显，电池的内阻应选的大为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大 些些(选用已使用过一段时间的干电池选用已使用过一段时间的干电池)2在实验中不要将在实验中不要将I调得过大，每次读完调得过大，每次读完U和和I的数据后应的数据后应 立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严 重，使得重，使得E和和r明显变化明显变化3测出不少于测出不少于6组组I和和U的数据，且变化范围要大些，用方程的数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的组求解时，类似于逐差法，要将测出的U、I数据中，第数据中，第1和第和第4组为一组，第组

4、为一组，第2和第和第5组为一组，第组为一组，第3和第和第6组为一组，组为一组，分别解出分别解出E、r值再求平均值再求平均4在画在画UI图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差离开直线较远的点，以减小偶然误差图实图实934若采用如图实若采用如图实95所示电路，电流是准确的，当所示电路，电流是准确的，当I很小很小时，电流表的分压很小，但随电压的增大，电流时，电流表的分压很小，但随电压的增大，电流I增大，增大，电流表的分压作用也逐渐增

5、大此种情况的电流表的分压作用也逐渐增大此种情况的UI图线如图线如图实图实96所示，所以所示，所以E测测E真真、r测测r真真图实图实95图实图实96八、实验改进八、实验改进 由于在测量电路中，电压表的分流作用和电流表的分压作用，由于在测量电路中，电压表的分流作用和电流表的分压作用，给实验带来了系统误差，以下为两种有针对性的改进措施给实验带来了系统误差，以下为两种有针对性的改进措施1实验时可以引入辅助电源，实验时可以引入辅助电源，如图实如图实97所示，所示，E为为辅助电源，利用当辅助回路辅助电源，利用当辅助回路和测量回路的电流相等时灵和测量回路的电流相等时灵 图实图实97敏电流计敏电流计G中无电流

6、这一特点，在测量电路中没有电流表的情况中无电流这一特点，在测量电路中没有电流表的情况下，仍能测得其回路中的电流，从而消除由于电流表的内阻带下，仍能测得其回路中的电流，从而消除由于电流表的内阻带来的误差来的误差2在实验中由于电压表的分流，从而使电流表的示数小于在实验中由于电压表的分流，从而使电流表的示数小于流过电源的电流，而给测量带来误差可以将电压表的流过电源的电流，而给测量带来误差可以将电压表的内阻测出，进而求出电压表的分流内阻测出，进而求出电压表的分流IV，那么通过电源的，那么通过电源的电流就为电流就为IEIAIV，就可以消除由于电压表的分流而带，就可以消除由于电压表的分流而带来的误差来的误

7、差例例1用图实用图实98所示电路，测定所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻电池的一节干电池的电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电器时造成短路，电路中用一个定值电 图实图实98阻阻R0起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：材还有：(a)电流表电流表(量程量程0.6 A、3 A)；(b)电压表电压表(量程量程3 V、15 V)；(c)定值电阻定值电阻(阻值阻值1 、额定功率、额定功率5 W)；(d)定值电阻定值电阻(阻值阻值10 、额定功率、额定功率10

8、 W)；实验原理和实验误差实验原理和实验误差(e)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围010 、额定电流、额定电流2 A)；(f)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围0100 、额定电流、额定电流1 A)那么：那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电，电流表的量程应选择流表的量程应选择_A；R0应选择应选择_的定值的定值电阻，电阻，R应选择阻值范围是应选择阻值范围是_的滑动变阻器的滑动变阻器(2)引起该实验系统误差的主要原因是引起该实验系统误差的主要原因是_.解析解析由于一节干电池的电动势为由于一节干电池的电动势为1.5 V，故选量程为，故选

9、量程为3 V的的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在加上保护电阻，最大电流在0.5 A左右，所以选量程为左右，所以选量程为0.6 A的的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取010 能很好地控制电路中的电流和电压，若取能很好地控制电路中的电流和电压，

10、若取0100 会出现会出现开始几乎不变最后突然变化的现象开始几乎不变最后突然变化的现象系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，一般具系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小本实验中由于电压表的有倾向性，总是偏大或者偏小本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测测E真真，r测测r真真答案答案(1)30.61010(2)由于电压表的分流作由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小实验数据的处理实验数据的处理例例2(2010江苏高考江苏高考)在

11、测量电源的电动势和内阻的实验中，在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表由于所用电压表(视为理想电压表视为理想电压表)的量程较小，某同学设计的量程较小，某同学设计了如图实了如图实99所示的实物电路所示的实物电路图实图实99(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到实验时，应先将电阻箱的电阻调到_(选填选填“最最大值大值”、“最小值最小值”或或“任意值任意值”)(2)改变电阻箱的阻值改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值，分别测出阻值R010 的定值电阻的定值电阻两端的电压两端的电压U.下列两组下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是的取值方案中，比较合理的方案是_(选选填填“1”1”或或“2”2”

12、)方案编号方案编号电阻箱的阻值电阻箱的阻值R/1400.0350.0 300.0 250.0 200.0280.070.060.050.040.0实验创新设计实验创新设计例例3某同学设计了一个如图实某同学设计了一个如图实910所示的实验电路，用以精确测定所示的实验电路，用以精确测定电源的电动势和内阻，使用的实验器电源的电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组材为：待测干电池组(电动势约电动势约3 V)、 图实图实910电压表电压表(量程量程3 V，内阻约几千欧，内阻约几千欧)、电阻箱、电阻箱(09999.99 )、滑、滑动变阻器动变阻器(010 )、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干导线若干解析解析(2)为保证电路安全，先将滑动变阻器滑片滑至为保证电路安全，先将滑动变阻器滑片滑