测定电源的电动势和内阻.docx

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1、测定电源的电动势和内阻一、实验目的1．用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻．2．进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解．3．进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法．二、实验原理1．实验依据：闭合电路的欧姆定律2．实验电路：如图所示3．E和r的求解：由U＝E－Ir得，解得4．作图法数据处理，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＝.特别提醒　图线斜率的绝对值为电源内阻r的大小；当I＝0时，U＝E，即图线与纵轴的交点坐标值；当U＝0时，I为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值．但要注意，有时纵轴起点

2、不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的绝对值仍是内阻值，与纵轴的交点坐标值仍为电源的电动势值．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．四、实验步骤1．连接电路电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图1连接好电路．2．测量与记录(1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端．(2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)．用同样方法测量多组I、U值．填入表格中.第1组第2组第3组第4组第5组第6组I/AU/V(3)断开开关，拆除电路整理好器材．五、数据处理本实验中数

3、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．方法一　取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式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．方法二　在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U—I坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距

4、)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r.即r＝

5、

6、六、误差分析1．偶然误差(1)由读数不准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的误差．(3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化．(3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化．2．系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．(1)如图3甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压，而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大．结论：①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I

7、短，短路电流测量值＝真实值．②E测

8、图乙所示．结论：①E为真实值．②I短测r真，r测为r真和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r测的测量误差非常大．测电源电动势的其他方法【例题1】某研究性学习小组采用如图所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱，V为理想电压表，其量程略大于电池的电动势．实验中通过多次改变电阻箱的阻值R，从电压表上读出相应的示数U，该小组同学发现U与R不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示.序号1234567(Ω－1)0.10.40.51.02.02.55.0(V－1)0.360.4

9、40.430.600.871.001.58回答下列问题：(1)根据表中的数据和实验原理，你认为第______(填序号)组数据是错误的，原因是________________________________________________________________________.(2)根据实验数据，请在图10所给的坐标系中绘出－关系图线．(3)由图线可知，该干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位有效数字)【例题2】图是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑

10、动变阻器，固定电阻R1和电流表A1内阻r1之和为10000Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表．(1)按电路原理图在图虚线框内各实