测量电源的电动势和内阻

1、测量电池的电动势和内电阻,课题引入,如图所示, 当开关闭合时,电压表示数U1=1.3V,电流表示数I1=0.2A;移动滑动变阻器滑片位置,电压表示数U2=1.2V,电流表示数I2=0.3A.（电表均为理想电表）求电源的电动势E和内阻r,根据闭合电路欧姆定律,E=1.5V,r=1,问题思考,问题1：如何测量一节干电池的电动势和内阻？,一、实验目的 1掌握伏安法测定电源的电动势和内阻的方法 2掌握用图象法求电动势和内阻,学生实验：测量电源的电动势和内阻,图实101,三、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、铅笔,【实验步骤】,1、按图连接好电路，开关应处于断开

2、状态,滑动变阻器的阻值调到最大,2、电压表和电流表选择合适的量程,3、闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，记录第一组数据（I1、U1），第二组数据（I2、U2），用同样的方法多测几组I、U的值,4、断开开关，整理好器材,【数据处理】,要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r再求平均值,1、解析法,取两组实验数据代入方程 求得结果E和r,I,U,2、图像法,电动势E,纵坐标可以不从0开始,斜率的绝对值表示内阻,（1）以电压U为纵轴、电流I为横轴建立UI坐标系,在坐标系平面内描

3、出各组(U,I)值所对应的点,（2）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，以减小偶然误差,（3）由于干电池内阻较小,U的变化较小，可使纵坐标不从零开始，此时图像与横轴交点不再表示短路电流,动手实验,按电路图连接测得5-6组数据，并在坐标中作出U-I图像，根据图像求得电动势和内阻,五、注意事项 1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些， 可选用已使用过一段时间的干电池 2实验中电流不宜过大，每次读完U和I的数据后应立即 断开电源 3测量数据不少于6组，且变化范围要大些,4在画UI图线时，要使较多的点落在这条直线上或使 各点均匀分布在直线的两侧个别偏离直线太远

4、的点可舍去不予考虑 5若电压变化范围较小，作图线时，纵轴的刻度可不从 零开始，此时要注意E和r的确定,六、误差分析 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 4电压表和电流表的内阻影响而导致的误差,例1在用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中： (1)备有如下器材： A干电池1节； B滑动变阻器(020 )； C滑动变阻器(01 k)； D电压表(03 V)； E电流表(00.6 A)；,F电流表(03 A)； G开关、导线若干 其中滑动变阻器应选_，电流表应选_ (只填器材前的序号)

5、 (2)为了最大限度地减小实验误差，请在下面的虚线框中画出该实验最合理的电路图,(3)某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图实103中画出UI图线，根据图线得到被测电池的电动势E_V，内电阻r_.,图实103,解析(1)由于干电池的电动势只有1.5 V，滑动变阻器应选B，从测量的数据可以看出电流最大只有0.4 A，电流表应选E. (2)电路图如图实104甲所示,图实104,(3)作出的UI图象如图实104乙所示，从图象上可以 看出在U轴上的截距为1.45 V，即电源的电动势为1.45 V 图象斜率的绝对值为：kU/I0.65/0.5 1.3 .,答案(1)BE(2)如图实94甲所示

6、 (3)UI图象如图实104乙所示1.451.3,例2在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图实105所示的实物电路,图实105,(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到_(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) (2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R010 的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_(选填“1”或“2”),1下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据 处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是 () A测出两组I、U的数据，代入方程组EU1I1r和E U2I2r，求出E、r B多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求 出其平均值,C测出多组I、U的数据，画出UI图象，再根据图 象求出E、r D测出多组I、U的数据，分别求出I和U的平均值， 用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电