含答案测定电源的电动势和内阻

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1、测定电源的电动势和内阻一、基础知识（一）基本实验要求1、实验原理(1)闭合电路的欧姆定律．(2)E和r的求解：由U＝E－Ir得，解得E、r.(3)用作图法处理数据，如图所示．①图线与纵轴交点为E；②图线与横轴交点为I短＝；③图线的斜率表示r＝.2、实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺．3、基本操作(1)连接电路．(2)电流表用0.6A的量程，电压表用3V的量程；(3)把滑动变阻器调到最大阻值处；(4)闭合开关，调节变阻器，使表有明显的示数，记下一组数据，同理记录多组数据

2、．（二）规律方法总结1、实验数据求E、r的处理方法(1)列多个方程组求解，再求E、r的平均值．17(2)图象法处理：以端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.2、注意事项(1)为了使端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．(2)电流不要过大，应小于0.5A，读数要快．(3)要测出不少于6组的(U，I)数据，变化范围要大些．(4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，应根据r＝

3、

4、确定．(5)电流表要内接(因为r很小

5、)．3、误差来源(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．(2)系统误差：电压表分流或电流表分压.4、实物图连接的技巧实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型，连线前一定要画出实验电路图，然后按图连线，且必须注意以下几点：(1)连线不能交叉；(2)必须把线接在接线柱上；(3)电流应从电表正接线柱流入，从负接线柱流出；(4)变阻器应处在有效控制状态．在实际操作中，画电路图时，各元件的相对位置应尽量与实物图相吻合；连实物图时，应先串后并，先连控制电路后连测量电路．要特别注意变阻器的分压

6、连接，把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路，取变阻器的部分电阻与测量电路并联即可．（三）误差分析1、电流表相对电源外接（课本上的方法）（1）用图象法分析：设通过电源电流为，电流表读数为，电压表内阻为，电压表读数为U，电压表分流为，由电路结构，，U越大，越大，U趋于零时，也趋于零。它们的关系可用图表示，由测量数据画出的U-I图角为图象AB。根据修正值，图线上每点电压对应电流的真实值大于测量值，作出修正之后的U-I图线CB。由图象可看出图线AB的纵轴截距（）小于图线CB的纵轴截距（），图线AB17斜率的绝

7、对值（）也小于图线CB斜率的绝对值（），因此，E、r的测量值均小于真实值。（2）可把电压表和电源看成等效电源，如图虚线框所示。E、r的测量值即为等效电源的电动势和内阻。等效电源内电路为电压表和电源并联，等效内阻小于电源内阻，，相对误差为，所以相对误差很小，满足实验误差允许范围。电流表的读数为等效电源的输出电流，外电路断开时a、b两点间电压即等效电源开路电压为等效电源的电动势，即为电源电动势的测量值。等效电动势小于电源电动势，相对误差为，因为，所以相对误差很小，也满足实验误差允许范围。2、电流表相对电源

8、内接（1）用图象法分析：闭合电路的欧姆定律中U是电源两极间电压，由于电流表分压存在系统误差，导致电压表读数（测量值）小于电源两极间电压（真实值）。设电源电压为，电压表读数为，电流表内阻为RA，电流表读数为I，电流表分压为UA。由电路结构，所以在U-I图象上对应每一个I值应加上一修正值UA＝IRA。由于RA很小，当I很小时，UA趋于零，I增大，UA也增大。理论值与实验值的关系图所示。AB为由测量数据画出的U-I图象，CB为修正之后的U-I图象。由图可知。可把电流表和电源看成等效电源，如图虚线框所示，内阻

9、的测量值，即等效电源的内阻为电源内阻和电流表内阻之和，相对误差为。因为RA与17接近甚至大于，所以，相对误差很大，远远超出实验误差允许范围，内阻的测量已没有意义。（四）测电源的电动势和内阻的其他几种方法1、安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大．2、伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：E＝U1＋r，E＝U2＋r.由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻

10、均偏小．3、伏伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示．测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，E＝U1＋U2＋r，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1′，此时E＝U1′＋r，解方程组可求得E、r.4、粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源的电动势，此时U＝≈E，需满足RV≫r.二、练习考点一　对实验原理及数据处理的考查171、(2012·重庆理综·22(2))某中学生课外