电源电动势和内阻的测量方法.doc

《电源电动势和内阻的测量方法.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电源电动势和内阻的测量方法电源的电动势和内阻的测量的方法有很多，现将一些常用测量方法及一些特殊方法归类分析如下，供大家参考。　　一、常用测量方法　　1．利用电流表和电压表来测量　　电路图：有两种连接方式，如左图所示电流表内接法和如右图所示的电流表外接法。原理：闭合电路欧姆定律，改变外电阻R，就能测得U、I的数据，利用两组数据代入公式可求得E、r的数值，但误差较大，通常利用多组数据作出U—I图象来求解。误差：利用左图所示的电路测量时，E测＜E真，r测＜r真；利用右图所示的电路测量时，E测=E真，r测＞r真。　　例1（2009年安徽卷）用如图3所示的电路，测定一节干电池的电动势和内

2、阻。电池的内阻较小，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阻R0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：　　a．电流表（量程0．6A．3A）；　　b．电压表（量程3V、15V）　　c．定值电阻（阻值1、额定功率5W）　　d．定值电阻（阻值10，额定功率10W）　　e．滑动变阻器（阻值范围0～10、额定电流2A）　　f．滑动变阻器（阻值范围0～100、额定电流1A）则,(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择V,电流表的量程应选择A;R0应选择的定值电阻,R应选择阻值范围是的滑动变阻器.(2)引起该实验系统误差的主要原因是。　　解析：（1）由于电

3、源是一节干电池（1．5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几左右，加上保护电阻，最大电流在0．5A左右，所以选量程为0．6A的电流表；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；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。　　（2）关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，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分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测＜E真，r测＜r真。　　变式一

4、：没有电压表，利用小量程的电流表和定值电阻改装成电压表。　　例2　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：干电池（电动势E约为1．5V，内电阻r约为1．0Ω）；电流表G（满偏电流3．0mA，内阻Rg=10Ω）；电流表A（量程0～0．6A，内阻约为0．5Ω）；滑动变阻器R（0～20Ω，10A）；滑动变阻器R‘（0～100Ω，1A）；定值电阻R3=990Ω；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_______。（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可知，只要能测出两组路端电压和电流

5、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R3串联改装成一个电压表。为了减少误差，滑动变阻器应选R，设计实验原理图如图4所示。　　分别测两组电流表G和A的读数，则有：　　　可得：　　点评：此方法能准确地测量出电源的电动势和内阻，无系统误差。　　变式二：没有电压表，利用已知内阻的电流表代替电压表来测电压。　　　例3　用一块内阻已知的电流表和一块内阻未知的电流表可以测量内阻较大的电源的电动势和内电阻，其电路原理图如图5所示。设A1的内电阻为R0，假设两电流表的总量程略大于所在回路的电流，若S1闭合，S2断开时，电流表A1的示数为I1

6、，则有：若S1闭合，S2闭合时，电流表的示数为和，则有：联立以上两式可得电源的电动势和内电阻分别为：点评：此方法亦能准确地测量出电源的电动势和内阻，无系统误差。　　　　2．利用一只电流表和电阻箱来测量　　电路图：如图6所示。原理：由闭合电路欧姆定律。改变电阻箱的阻值R就能得到R、I数据，利用两组数据就能求得E、r，或利用多组数据作图象来求解。　　误差：E测=E真，r测＞r真　　例4（2006年江苏卷）现在按图7所示的电路测量一节旧干电池的电动势E（约1．5V）和内阻r（约20Ω），可供选择的器村如下：电流表、（量程0～500μA，内阻约为500Ω），滑动变阻器R（阻值0～100

7、Ω），额定电流1．0A），定值电阻R1（阻值约为100Ω），电阻箱R2、R3（阻值0～999．9Ω）），开关、导线若干。由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装（扩大量程），然后再按图8所示的电路进行测量。(1)电流表的内阻按图8电路测量,以下给出了实验中必要的操作。A．断开S1B．闭合S1、S2C．按图8连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大D．调节R2，使的示数为I1，记录R2的值。E．断开S2,闭合S3F．调节滑动变阻器R，使、的指针偏转适中，记录