测定电源电动势和内阻

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1、测定电源电动势和内阻一．实验目的(1)测定电池的电动势和内阻.(2)掌握利用图象处理数据得到结论的方法.二．实验原理1．用电流表和电压表如图所示，电源电动势E、内阻r与路端电压U、电流I的关系可写为：E=U十Ir.如果能测出U，I的两组数据，就可以列出两个关于E，r的方程，于是能够从中解出E和r.因此，用电压表、电流表加上一个可以改变的电阻，就能测定电源的电动势E和内阻r.2．用电阻箱和电流表测定：电路图如图所示.原理：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、是电阻箱分别取和时电流表读数.为了准确可多测几组

2、数据，求平均值，也可用图像处理，误差为：，.3．用电阻箱和电压表测定：电路图如图所示.原理：根据，测出两组电阻箱不同值及其对应的电压，即有4，.得：.三．实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、电池、开关、导线.四．实验步骤：以电流表和电压表测量为例.(1)电流表用0～0.6A量程，电压表用0～3V量程，连好电路图(2)把变阻器的滑片移到使串联电阻达到最大值的位置.(3)闭合开关，调节变阻器的滑片，使电流表有明显示数，读出此时的电流I和电压U，断开开关S，把数据填入表格内.(4)改变变阻器的滑片位置，用上述同样的方法读出六、七组不同的

3、I和U的值(范围尽量大一些)，填入表格内.(5)断开开关，整理仪器.五．数据处理(1)利用U，I的值多求几组E和r的值，算出它们的平均值.(2)图象法如图所示，建立U，I坐标系，利用记录表中的U，I值描出相应的点，再~根据这些点画出直线.画线时应让尽量多的点落在直线上，不在直线上的点也要大致均匀地分布在直线两侧，个别偏离这条直线过远的点应舍去，不予考虑.纵轴的截距等于电源的电动势E，横轴的截距等于外电路短路时的电流I.直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即六．注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池宜选内阻大一些的(使用用过的干电池或水

4、果电池).(2)由于干电池在大电流放电时电动势会明显下降，内阻r会明显增大，故实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源.4(3)两表应选择合适的量程，使指针偏转角度大一些以减小读数时的误差.(4)尽量多测几组U，I的数据(不少于6组)，且数据变化范围要大一些.七．实验误差分析：本实验中，电压表测量的是路端电压，但是由于电压表的分流作用，电流表测量的却不是干路电流，电流表的读数略小于干路电流，根据实验数据作出如图所示的图线a，那么考虑到电压表的分流，得到图线b，由此可见，按照实验如图数据求得的电动势和内阻均小于电源的实际电动势

5、和内阻，即E测

6、太大.为此，可使纵坐标不从零开始，把纵坐标比例放大，以减小误差，如图乙所示，但是要注意图线与横轴交点不再是短路电流，而与纵轴交点意义不变.(5)在利用U-I图象求r时一定要弄清楚U-I图象的纵坐标是否从零开始.如果从零开始，则如果不是从零开始，则如图所示).4九．练习：1．实验室中用如图所示的电路可测量电源的电动势和内电阻.实验时，先闭合开关，调节电阻箱阻值为R1时，电流表的示数为I1；再次调节电阻箱，当阻值为R2时，电流表的示数为I2.（1）若不计电流表的内阻，试利用上述物理量写出电源电动势E和内电阻r的表达式.（2）若计电流表的内阻，从

7、理论上分析，用上述方法测出的数据与真实值比较，电动势，内电阻（填“偏大”、“偏小”或“不变”）.（3）实验中某同学利用测得的数据，描绘出电流的倒数与电阻箱接入电阻R的关系图象，由图可知该电源的电动势为V，内电阻为Ω.4