实验：测电源的电动势与内阻.doc

1、1图 7-4-1图 7-4-3实验：测定电源的电动势与内阻班级： 姓名： 知识再现一、实验目的 1用_ _测定电池的电动势和内电阻 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根据闭合电路欧姆定律 E = U + Ir 可知，当外电路的电阻分别取 R1、 R2 时，有 E=U+和 E=U+ 可得出 E=（ I2U2-I1U1） /（ I1-I2） ， r=（ U2-rRUr2U1/（ I1-I2）可见，只要测出电源在不同负载下的输出电压和输出电流，就可以算出电源的电动势和内电阻2为减小误差，至少测出 6 组 U、 I 值，且变化范围要大些，然后

2、在 U-I 图 7-4-1 中描点作图，由图线纵截距和斜率找出 E、 r三、实验器材被测电池（干电池） 、_电流表_、_电压表_、滑动变阻器等等._、电键和导线等四、探究过程1确定电流表、电压表的量程，按 7-4-2 所示电路把器材连接好，如图 7-4-3 所示 2把变阻器的滑动片移到一端使阻值达到最大 3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组 I、 U 值；4断开电键，整理好器材； 5数据处理：用原理中方法计算或在 U I 图中找出 E、 r 五、注意事项 1本实验在电键 S 闭合前，变阻器滑片应处于阻值最大处 2画 U I 图线时，由

3、于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去，这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度 3本实验由于干电池内阻较小，路端电压 U 的变化也较小，这时画 U I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标 I 必须从零开始）但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势 E ，图线斜率的绝对值仍为内阻 r .六、误差分析 1测量电路存在系统误差 I 真 =I 测 IV实验中未考虑伏特表的分流影响2用图像法求 E 、 r 时存在偶然误差 3本

4、实验结果： E 测 E 真 ， r 测 r 真七、测定电源电动势和内电阻的其它方法21用一只电流表和两个定值电阻（或电阻箱）测量，其原理为： E=I1（ R1+r） ， E=I2（ R2+r）可求出 E 和 r,此种方法 E 无偏差，而 r 偏大电路如图 7-4-示2用一只电压表和两个定值电阻（或电阻箱）测量，其原理为： E=U1+ U1r/R1， E= U2+ U2r/R2可求出 E 和 r,此种方法 E、 r 均偏小电路如图 7-4-示.巩固练习：1如图 2-56 是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差的说法正确的是（ ）A.由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值；B.由于电流

5、表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值；C.由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值；D.由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值；E.测出的电动势与真实值相同；F.测出的电动势比真实值小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 E（电动势约为 1.5V、内电阻大约为 1.0 ） 电压表 V（015V） 电流表 A（00.6A、内阻 0.1 ） 电流表 G（满偏电流 3mA、内阻 Rg=10 ） 滑动变阻器 R1（010 、10A） 滑动变阻器 R2（0100 、1A ） 定值电阻 R3=990 开关、导线若干 (1)为了方便且能较准确地进行测量，其

6、中应选用的滑动变阻器是_（填写字母代号） ； 请在如图 1045 所示的线框中画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号。(3) 上图为某一同学根据他设计的实验，绘出如图 1046 所示的 I1I2 图线（I 1 为电流表 G的示数，I 2 为电流表 A 的示数） ，由图线可求得被测电池的电动势 E =_V，内电阻 r =_ 。3某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只 2.5 的保护电阻 R0，实验电路如图 1 所示， （1）连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为 0，电压表示数不为 0。检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电

7、压档检查电路，把两表笔分1045I2/AI1/mA1.0.1.11.21.31.41.5 0 0.1 0.2 0.3 0.41046AVRR0a bcdeE rAv图 2-563别接 a、b，b、c，d、e 时，示数均为 0，把两表笔接 c、d 时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是 。（2）按电路原理图 1 及用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接 c、d 时的实物电路图 2 以画线代导线连接起来。（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测定下列数据根据数据在下面坐标图中画出 UI 图，由图知：电池的电动势为 ，内阻为 。4现有一种特殊的电池，它的电动势 E 约为 9V，内阻 r 约为

8、 50，已知该电池允许输出的最大电流为 50 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图 (a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R 为电阻箱，阻值范围 09 999，R 0 是定值电阻，起保护电路的作用（1）实验室备有的定值电阻 R0 有以下几种规格：A10 2.5 W B 100 1. 0 WC200 1. 0 W D 2 000 5.0 W本实验应选哪一种规格？答 。（2）该同学接入符合要求的 R0 后，闭合开关 S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (b)所示的图线（已知该直线的截距为 0.1 V-1)则

9、I/A 0.10 0.17 0.23 0.30U/V 1.20 1.00 0.80 0.600.10 0.30 0.500.200.601.001.401.80I/AU/VR0+ -V A+ -+-+ -4根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势 E 为 V，内阻 r 为 .5听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中 （1）利用图像法处理数据可以减小实验误差在讨论作图方案时，甲同学

10、认为应作 R-I 图，而乙同学认为应该作 图，你认为哪个同学的想法更科学？_（填IR1“甲”或“乙” ） ，其简单理由是： （2）按照（1）中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图象（3）利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为 V，内阻为 （4）完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是：6如图所示的电路可用于测量电源的内阻 r，电源的电动势未知。图中 A 是电流表，其内阻并不很小，V 为电压表，其内阻亦不很大， R 是一限流电阻，阻值未知，电键S1、S 2、S 3都处于断开状态。 请补充完成下列实验步骤，用适当的符号表示该步骤中应测量的物理量：（1）闭合 S1，S 3打向 1，测得电压表的读数 U0，电流表的读数为 I0，电压表的内阻 ；VR（2）闭合 S1，S 3打向 2，测得电压表的读数 U1；（3） 。（4）用所测得的物理量表示电池内阻的表示式为r 。外电阻R（ ）电流 I（mA）电流倒数(mA-1)I19000 0.0502 19.92 8000 0.0528 18.936000 0.0594 16.84 5000 0.0633 15.80 4000 0.0680 14.71 0