测定电池的电动势和内阻.ppt

2 5测定电源电动势和内阻 一 实验原理 二 实验基本电路 路端电压 只要测出几组 至少两组 U I值就可求出E r 闭合电路的欧姆定律 E U Ir 通过电源的总电流 测量仪器 用电流表 电压表与滑动变阻器 思路 通过两次以上获得的数据解方程而求得E和r 三 实验步骤 2 按原理图连接实物图 1 仪器选择 安培表 0 0 6A 伏特表 0 3V 滑动变阻器 选用阻值较小的 3 把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大 保护电路 4 闭合电键 调节变阻器 使电流表的读数有明显示数 记录一组电流表和电压表的示数 用同样的方法测量并记录几组U I值 5 断开电键 整理好器材 四 数据处理 方法一 公式法 改变R的阻值 从电流表和电压表中读取两组I U的值 代入方程组联立求解 多测量几次I U的值 算出E r取平均值 E U1 I1rE U2 I2rE U3 I3rE U4 I4rE U5 I5rE U6 I6r 方法二 图象法 在坐标纸上以 轴为横坐标 为纵坐标 用测出几组的 值画出 图像 最后从图像求出电动势为E V内阻为r 1 46 0 72 五 重要注意事项 1 本实验在电键闭合前 变阻器滑片应置于阻值最大位置处 2 使用内阻较大一些的旧电池 使路端电压变化明显 在实验中不要将电流调得太大 每次读完数后立即断电 以免干电池在大电流放电时极化严重 时E明显减小 r明显增大 3 要测出不小于6组 数据 且变化范围要大一些 4 画 图线时 应使图线通过仅可能多的点 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 5 画U I图线时 由于r较小 U变化缓慢 图像只占据坐标系中一部分空间 故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的值开始 但横坐标必须从0开始 但这时图线与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 图线的斜率的绝对值仍为内阻r 在直线上取距较远的点用来计算内阻 6 因电源内阻较小 为使电压表变化明显 应选阻值较小的变阻器 不考虑电表影响 考虑电表影响 r测 r E测 E 比较得 六 系统误差原因分析 电流表外接 不考虑电表影响 考虑电表影响 r测 r RA r E测 E 比较得 电流表内接 外接法 内接法 由于 故外接法误差较小 故在外接法中尽量选用内阻大的伏特表 系统误差原因分析 结合图像解析 r测 r真 故 E测 E真 公式 列方程解 故 E测 E真 r测 r真 其他方法一 电阻箱和电流表测定法 一只电流表和一个电阻箱 误差分析与右图相同 即E测 E真 r测 r真 七 其他测量方法 其他方法二 电阻箱和电压表测定法 一只电压表和一个电阻箱 误差分析与右图相同 即E测 E真 r测 r真 现有器材 量程为10 0mA 内阻约30 40 的电流表一个 定值电阻R1 150 定值电阻R2 100 单刀单掷开关K 导线若干 要求利用这些器材测量一干电池 电动势约1 5V 的电动势 1 按要求在实物图上连线 2 用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E 式中各直接测得量的意义是 例 1 连图 左图只用R1接入电路 右图用R1和R2串联接入电路 2 I1是外电阻为R1时的电流 I2是外电阻为R1和R2串联时的电流 测量原理 E I1 R1 Rg r E I2 R1 R2 Rg r 联立 解得 注意 若只用R2接在电路中