电源电动势和内阻的测定方法 学法指导 不分版本

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1、电源电动势和内阻的测定方法http://www.DearEDU.com湖北郭建测定电源电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，从这一原理出发，当所给测量仪器不同时，会出现多种不同的方法。下面结合例题作具体分析。1.伏安法例1测量电源的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。器材：量程为3V的理想电压表V，量程为0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R'，开关K，导线若干。（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。（2）实验中，当电流表读数为时，电压表读数为；当电流表读数为时，电压表读数为，则可以求出E=____

2、___，r=_________。（用I1、I2、U1、U2及R表示）解析由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，由，可得：①②我们可以用电压表测电压，电流表测电流，但需注意的是题给电压表的量程只有3V，而路端电压的最小值约为，显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。依题给器材，可以利用固定电阻R分压（即可以把它和电源本身的内阻r共同作为电源的等效内阻“R+r”，R叫做保护电阻），这样此电源的“路端电压”的最小值约为，就可直接用电压表测“路端电压”了，设计实验电路原理图如图1所示。图1调节滑动变阻器R'测两组电压和电流分别代入①②两式，得：

3、，说明此种方法所测E偏小，r偏小。2.安阻法例2在“测定电源电动势和内阻”的实验中，除待测电源（E，r），足够的连接导线外，实验室仅提供：一只量程合适的电流表A，一只电阻箱R，一个开关S。（1）画出实验原理图。（2）写出用测量值表示的电源电动势E和内阻r的表达式，并注意式中各量的含义。解析由欧姆定律可知，测出两组电阻箱的不同值及其对应的电流，由，可得：，式中I1、I2是电阻箱分别取R1和R2时电流表读数。设计实验原理图如图2所示。图2说明此种方法使测得的电动势无系统误差，但内阻偏大。3.伏阻法例3要求测量由两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

4、：电压表V1（量程3V，内阻1kΩ）、电压表V2（量程15V，内阻2kΩ）、电阻箱R（0~9999Ω）、电键、导线若干。某同学用量程为15V的电压表连接成如图3所示的电路。实验步骤如下：（1）合上电键S，将电阻箱R阻值调到，读得电压表的读数为U1。（2）将电阻箱R阻值调到R2=20Ω，读得电压表的读数为U2。由方程，解出E、r，为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？______________________。图3解析两节干电池串联而成的电池组的电动势E约为3V，选量程为15V的电压表，指针最大偏转不及其满刻度的，所以电压表应改选电压表V1；为了减

5、小偶然误差，应改变电阻箱的阻值R，读取若干个对应的电压表读数U，而后对应计算各个电流值。再作出U－I图线，由图象法得出E、r。说明此种方法测得的电动势和内阻均偏小。4.伏伏法例4在“测定电源电动势和内阻”的实验中，除待测电源（E，r），足够的连接导线外，实验室仅提供：两只量程合适的电压表V1、V2及V1的内阻R1，一只单刀双掷开关S。（1）画出实验原理图；（2）写出用测量值表示的电源电动势E和内阻r的表达式，并注明式中各量的含义。解析依据题意可知，电压表V1的内阻已知，则可由电流——电压变换法用V1测出它所在支路的电流，设计实验电路原理图如图4所示。图4设当开关S与1接触时

6、，电压表V1的读数为U0；当开关S与2接触时，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，由欧姆定律E=U＋Ir，即有，可得，。说明此种方法测得的电动势和内阻均无系统误差。5.安安法例5在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：①干电池（电动势E约为1.5V，内电阻r约为1.0Ω）；②电流表G（满偏电流3.0mA，内阻）；③电流表A（量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω）；④滑动变阻器R（0~20Ω，10A）；⑤滑动变阻器R（0~100Ω，1A）；⑥定值电阻；⑦开关和导线若干。（1）为了能准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_________。

7、（填写数字代号）（2）请画出实验原理图。解析由闭合电路欧姆定律E=U＋Ir可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，但题目中只给出两个电流表且其中一个电流表G的内阻已知，可以把内阻已知的电流表和定值电阻R1串联改装成一个电压表。为了减小误差，滑动变阻器需选④，设计实验原理图如图5所示。图5分别测两组电流表G和A的读数，即有说明此种方法测得的电动势和内阻均无系统误差。