实验9测定电源的电动势和内阻

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1、实验九测定电源的电动势和内阻一、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；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．三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔．四、实验步骤1．电流表用0．6A量程，电压表用3V量程，按上图所示连接好电路．2．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组数据(U1，I1)．用同样方法测量几组I、U值．填入表格中．4．断开开关，拆除电路，整理好器材．五、数据处理本实验

2、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．第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A法一取六组对应的U、I数据，数据满足关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．六、注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池)．2．在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I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

3、象严重，使得E和r明显变化．3．测出不少于6组I和U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U、I数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均．4．在画U－I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，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差．七、误差分析1．由读数和电表线性不良引起误差．2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差．3．本实验采用图所示的测量电路是存在系统误差的，这是由于电压表的分流IV引起的，使电流表的示

4、数I测小于电池的输出电流I真．因为I真＝I测＋IV，而IV＝U/RV，U越大，IV越大，U趋近于零时IV也趋近于零．所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小．修正后的图线如右图所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，r测＜r真、E测＜E真．4．若采用如下左图所示电路，电流是准确的，当I很小时，电流表的分压很小，但随电压的增大，电流I增大，电流表的分压作用也逐渐增大．此种情况的U－I图线如右图所示，所以E测＝E真、r测＞r真．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

5、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．1．实验时可以引入辅助电源，如图所示，E′为辅助电源，利用当辅助回路和测量回路的电流相等时灵敏电流计G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IV，那么通过电源的电流就为IE＝IA＋IV，就可以消除由于电压表的分流而带来的误差．某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻

6、，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理如图(a)．实验原理和实验误差(1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路．请完成余下电路的连接．(2)请完成下列主要实验步骤：A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是________．B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1．49V．C．将开关S2________，电压表的示数是1．16V；断开开关S1．20Ω闭合(3)使用测得的数据，计算出于电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)．(4)由于所

7、用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”)．0.69Ω小实验数据的处理800.004441.50V某同学设计了一个如图所示的实验电路，用以精确测定电源的电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组(电动势约3V)、电压表(量程3V，内阻约几千欧)、电阻箱(0～9999．99Ω)、滑动变阻器(0～10Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干．实验创新设计(1)为精确测得电源的电动势和内阻，该同学想先测得电压表的内阻，按如图所示的电路连线，通过控制开关状态来实现，则开关S2应打在____

8、____(a端还是b端)，开关S1应________(闭合还是断开)；(2)简要写出利用上图所示电路测量电压表内阻的实验步骤；b断开为保证电路安全，先将滑动变阻器滑片滑至c端；然后将S2打在b端，S1断开；先将电阻箱阻值