2.9实验：测定电源电动势和内阻
测定电源电动势和内阻实验报告
高二物理实验：测定电源的电动势和内阻【实验目的】测定电池的电动势和内电阻【实验原理】由闭合电路的欧姆定律E =U+Ir知，路端电压U=E—Ir，对给定的电源，E、r 为常量，因此路端电压U是电流I的一次函数。
将电池、电流表、电压表，可变电阻连接成如图所示的电路，改变可变电阻R的阻值，可以测得多组I、U值。
将它们描在U—I坐标中，图线应该是一条直线。
显然，直线在U坐标上的截距值就是电池电动势，直线斜率的绝对值就是电池的内阻的大小。
上述用作图的方法得出实验结果的方法，具有直观、简便的优点。
1、图 2.6-1中，电源电动势E、内电阻r，与路端电压U、电流I的关系可写为E=______________。
（1）2、图2.6-2中，电源电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为E=______________。
（2）3、图2.6-3中电源E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为E=______________。
（3）【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、直尺实验步骤操作规范一.连接实验电路1．将电流表、电压表机械调零2．布列实验器材，接图连接实验电路图2.6-1 1．若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对2．⑴实验器材应放置在合适的位置，应使电键、滑动变阻器便于操作；电表刻度盘应正对实验者⑵电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器阻值置于最大；导线连接无“丁”字形接线⑶电流表量程0.6A，电压表量程3V二．读取I、U数据1．调节滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取一组电流表和电压表的读数2．改变滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取电流表和电压表读数，共测5-10组 1．⑴滑动变阻器的阻值由大到小变化，使电路中电流从小到大平稳地改变，适时地读取I、U 读数⑵电流表和电压表读数正确，有估读⑶必要时要及时改变电表量程2．每次实验后，都要及时断开电源三．拆除电路，仪器复原E r S【数据记录】1 2 3 4 5 6U/I/【作图U-I】【注意事项】1．使用内阻大些（用过一段时间）的干电池，在实验中不要将I调得过大，每次读完U、I 读数立即断电，以免于电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化．2．在画U－I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，而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差．3．如果下部大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，有时也可以把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．此时图线与横轴交点不表示短路电流．4．计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r=|ΔU/ΔI|计算出电池的内阻r．。
测量电源电动势和内阻实验报告
测量电源电动势和内阻实验报告测量电源电动势和内阻实验报告引言：电源是电路中不可或缺的组成部分，而电动势和内阻则是衡量电源性能的重要指标。
本次实验的目的是通过实际测量，探究电源的电动势和内阻的测量方法，并分析其对电路性能的影响。
实验装置和步骤：实验所用的装置包括直流电源、电压表、电流表和可变电阻。
具体步骤如下：1. 将直流电源连接至电路中，确保电路连接正确。
2. 将电压表并联至电源的正负极，测量电源的电动势。
3. 将电流表串联至电路中，测量电路中的电流。
4. 通过调节可变电阻，改变电路中的电阻值，并记录相应的电流和电压值。
实验结果：根据实际测量数据，我们得到了电源的电动势和内阻的数值。
以一组数据为例，电源的电动势为12V，内阻为2Ω。
通过多次实验，我们可以得到一系列的电动势和内阻数值。
讨论：在实验过程中，我们发现电源的电动势和内阻与电路的性能密切相关。
首先，电动势是电源提供给电路的电能，它决定了电路中的电流大小。
当电动势增大时，电路中的电流也会相应增大；反之，当电动势减小时，电路中的电流也会减小。
因此，电动势的大小对于电路的工作状态具有重要影响。
其次，内阻是电源内部的电阻，它会影响电源的输出能力。
当电路中的负载电阻较大时，内阻的影响相对较小；但当负载电阻较小时，内阻的影响就会显现出来。
内阻较大时，电源的输出能力较弱，电压下降较明显；而内阻较小时，电源的输出能力较强，电压下降较小。
因此，内阻的大小对于电源的稳定性和输出能力具有重要影响。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电源的电动势和内阻的测量方法，并分析了其对电路性能的影响。
电动势和内阻是电源的重要指标，对于电路的正常工作和稳定性具有重要意义。
在实际应用中，我们应根据电路的需求选择合适的电源，以确保电路的正常运行。
总结：电源的电动势和内阻是电路中不可忽视的因素，它们对电路的性能和稳定性具有重要影响。
通过实际测量和分析，我们可以准确了解电源的电动势和内阻的数值，并根据实际需求选择合适的电源。
测电池电动势和内阻实验报告(共12页)
测电池电动势和内阻实验报告篇一：《实验：测定电池的电动势和内阻》示范教案2.9实验：测定电池的电动势和内阻教学目标一、知识与技能1、理解闭合电路欧姆定律内容2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。
3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。
4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。
二、过程与方法1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。
2、学会利用图线处理数据的方法。
三、情感态度与价值观使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。
教学重点利用图线处理数据教学难点如何利用图线得到结论以及实验误差的分析教学工具电池，电压表，电流表，滑线变阻器，开关，导线教学方法实验法，讲解法教学过程（一）引入新课回顾上节所学内容，引入新内容教师：上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律，那么此定律文字怎么述？公式怎么写？学生：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，这就是闭合电路的欧姆定律。
提出问题：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？学生讨论后，得到的大致答案为：由前面的闭合电路欧姆定律I=E/（r+R）可知E=I（R＋r），或E=U＋Ir，只需测出几组相应的数值便可得到，可以采用以下的电路图：这几种方法均可测量，今天我们这节课选择用（二）主要教学过程1.实验原理：闭合电路欧姆定律E=U＋Ir2.实验器材：学生回答：测路端电压；测干路电流，即过电源的电流。
需测量的是一节干电池，测量的这一种。
电动势约为1.5V，内电阻大约为零点几欧。
电流表、电压表及滑动变阻器的规格要根据实验的具体需要来确定，看看我们用到的电路图里面、各需测的是什么？接在外面，原则上也是可以的，那么我们在做实验时提出问题：选用电路图时，还可将是否两个都可以，还是哪一个更好？为什么？学生回答：两种方式测量都会带来误差。
实验：测电源的电动势和内阻
数据处理二
根据U-I图象，求出电源的电动势E和内阻r。可以 采用线性回归分析的方法，根据图象的斜率和截 距求出E和r的值。也可以采用公式法，根据E=U/I 和r=ΔU/ΔI计算E和r的值。
数据处理四
整理实验报告。在实验报告中，应包括实验目的 、实验器材、实验步骤、数据记录和处理、误差 分析等内容。同时，还应根据实验结果进行讨论 和总结，提出改进意见和建议。
了解误差分析和减小误差的方 法，如多次测量取平均值、改 进实验方法等。
学会利用图像法处理实验数据 ，如绘制U-I图像、求斜率和截
距等。
培养分析问题和解决问题的能 力，提高实验技能和科学素养 。
02
CATALOGUE
实验原理
电源电动势的定义和测量方法
电源电动势
电源在单位时间内将正电荷从负 极移至正极所做的功，通常用E表 示。它是电源的一种特性，与外 电路无关。
04
CATALOGUE
实验结果分析
数据处理和误差分析
数据处理
通过测量电源在不同负载下的电压和电流，绘制出电压与电 流的关系图，并利用线性拟合方法求出直线的斜率和截距。
误差分析
根据测量数据，计算出电动势和内阻的测量值，并分析误差 来源，如电压表、电流表、电源内阻等引起的误差。
实验结果与理论值比较
数据记录和处理
数据处理一
根据实验数据绘制U-I图象。在图象上标出各点， 并使用平滑的曲线连接各点。注意，应确保图象 的线性关系良好，以便准确求出电动势和内阻。
数据处理三
对实验结果进行误差分析。误差可能来源于电路 连接、仪器误差、读数误差等方面。通过误差分 析，可以了解实验的准确性和可靠性，并对实验 结果进行修正。
调节可变电阻箱，使电阻值从 零逐渐增大，同时观察并记录 电流表和电压表的读数。注意 ，在调节电阻时，应缓慢进行 ，避免电流表和电压表读数发 生突变。
实验九 测定电源的电动势和内阻
实验九
测定电源的电动势和内阻
抓基础
理要点
研考向
上页
下页
理要点 核心突破
误差分析 1．偶然误差 (1)由于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． 2．系统误差 由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差． (1)如图甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数 U是准确的电源两端电压．而实验中忽略了通过电压表的电 流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大．
答案
实验九
测定电源的电动势和内阻
抓基础
理要点
研考向
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研考向 考点探究 考点一 和操作 考点二 的处理 实验原理
试题
解析
实验数据
(1)①滑动变阻器不要选阻值过大的，因为阻值过大不便于 调节，要保证电流不超过额定值，电流表量程为0.6 A，所 以选R1；②接线柱不要接错，连线如图所示．
考点三 设计
电压表 (量程 5 V)；电压表 (量程 10 V)；电流表 (量
考点三 设计
实验创新
程 50 mA)；电流表 阻 300 Ω )；
(量程 100 mA)；滑动变阻器 R(最大电
1 定值电阻 R1(阻值为 200 Ω ，额定功率为 W)； 8
定值电阻R2(阻值为200 Ω，额定功率为1 W)；
实验九
测定电源的电动势和内阻
抓基础
理要点
研考向
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研考向 考点探究 考点一 和操作 考点二 的处理 实验原理
试题
解析
开关S；导线若干． 测量数据如坐标纸上U－I图线所示．
测量电源的电动势和内阻实验报告
测量电源的电动势和内阻实验报告一、实验目的1、掌握测量电源电动势和内阻的基本原理和方法。
2、学会使用电压表、电流表等电学仪器进行测量和数据处理。
3、加深对闭合电路欧姆定律的理解。
二、实验原理1、伏安法闭合电路欧姆定律的表达式为：＄E ＝ U ＋ Ir$，其中$E$表示电源的电动势，＄U$表示路端电压，＄I$表示电路中的电流，＄r$表示电源的内阻。
改变外电路的电阻$R$，测出一系列的$I$和$U$值，然后根据闭合电路欧姆定律列出方程组，即可求出电源的电动势$E$和内阻$r$。
2、图像法以$U$为纵坐标，＄I$为横坐标，根据实验数据画出$U I$图像。
图像在纵轴上的截距表示电源的电动势$E$，图像的斜率的绝对值表示电源的内阻$r$。
三、实验器材1、待测电源（干电池或蓄电池）2、电压表（量程 0 3V 或 0 15V）3、电流表（量程 0 06A 或 0 3A）4、滑动变阻器（最大阻值几十欧）5、开关6、导线若干7、定值电阻（选用）四、实验步骤1、按电路图连接电路，注意电表的量程选择和正负接线柱的连接，滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。
2、闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有明显的示数，记录此时电压表和电流表的示数$U_1$、＄I_1$。
3、继续调节滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流和路端电压，再记录几组电压表和电流表的示数$U_2$、＄I_2$，＄U_3$、＄I_3$……4、断开开关，整理实验器材。
五、数据处理1、计算法根据实验数据，列出方程组：＼＼begin{cases}E ＝ U_1 ＋ I_1r ＼＼E ＝ U_2 ＋ I_2r ＼＼＼cdots ＼＼E ＝ U_n ＋ I_nr＼end{cases}＼解方程组，求出电源的电动势$E$和内阻$r$。
2、图像法（1）以$I$为横坐标，＄U$为纵坐标，建立直角坐标系。
（2）根据实验数据，在坐标纸上描点。
（3）用平滑的曲线将这些点连接起来，得到$U I$图像。
高中物理实验：测量电源的电动势和内阻
一、实验目的测定电源的电动势和内阻二、实验原理根据闭合电路欧姆定律，则路端电压。
由于电源电动势E和内阻r不随外电路负载变化而改变，如当外电路负载增大时，电路中电流减小，内电压减小，使路端电压增大，因此只要改变负载电阻，即可得到不同的路端电压。
在电路中接入的负载电阻分别是R1、R2时，对应的在电路中产生的电流为、，路端电压为U1、U2，则代入中，可获得一组方程，从而计算出E、r。
有、。
三、实验器材被测电池（干电池）；电压表；电流表；滑动变阻器；电键和导线四、实验步骤1、确定电流表、电压表的量程，按如图所示电路把器材连接好。
2、把变阻器的滑动片移到最右端。
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、值。
4、断开电键，整理好器材。
5、数据处理，用原理中的方法计算或在—图中找出E、r。
五、注意事项1、使用内阻大些的干电池，在实验中不要将电流调得过大，每次读完、读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化。
2、在画—图像时，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，不用顾及个别离开较远的点，以减少偶然误差。
3、干电池内阻较小时，坐标系内大部分空间得不到利用，为此可使纵坐标不从零开始。
六、实验误差研究分析用伏安法测电源电动势和内阻的方法很简单，但系统误差较大，这主要是由于伏特表和安培表内阻对测量结果的影响而造成的。
用这种方法测电动势可供选择的电路有两种，如图（甲）、（乙）所示。
当用甲图时，考虑电表内阻，从电路上分析，由于实验把变阻器的阻值R看成是外电路的电阻，因此伏特表应看成内电路的一部分，故实际测量出的是电池和伏特表这一整体的电动势和等效内阻，（如甲图中虚线框内所示）因为伏特表和电池并联，所以等效内阻r测应等于电池真实内阻值r真和伏特表电阻R v的并联值，即<r真. 此时如果断开外电路，则电压表两端电压U等于电动势测量值即U=E测，而此时伏特表构成回路，所以有U<E真，即E测<E真。
2.9测定电池的电动势和内阻.
电学实验专题分析——测电源的电动势和内阻高二物理组董新涛教材中测定电源电动势和内阻的实验是运用电流表和电压表等实验器材完成的．而2006年教育部考试中心颁发的《物理考试大纲》将原“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”改为“测定电源的电动势和内阻”．虽然只删减几个字，但这预示高考中该实验的方法不再拘泥于课本，要创新、要多样化．这对我们的能力要求将更高．一、伏安法(U-A法这是课本上提供的常规方法。
基本原理是利用全电路欧姆定律，即U=E—Ir，测出路端电压及电路中的总电流，用解方程组的办法求出电动势和内阻．原理图如图l所示，实验基本器材为电压表和电流表．改变不同的R值，即可测出两组不同的U和I的数据，有① ②由①②式得：多测几组U、I数据，分别求出每组测量数据对应的E，r值，最后求出平均值．还可以用图象确定电池的电动势和内电阻．由U=E—Ir知，对于确定的电池，E，r 为定值，U是r的一次函数，U与I的对应关系图象是一条直线．由于实际实验中数据采集范围的限制以及作图的规范，使得这个实验的U—I图线的纵轴起点一般并不是零．它既不符合作图要求，又难找出图线与横轴的关系．一般说来纵轴的起点要视电压的实验值(最小值而定，但图线与横轴的交点不再是短路电流了．常在这里设考点，值得引起注意．这样一来就不能从图线上得到短路电流，。
在这种情况下一般是从图线上任取两点A、B，利用A、B两点的数值求得图线的斜率以获得电源电阻r的值．如图2所示．r的数值应是当然，也可以是其中U0是纵轴的起点值，I0是此时横轴的截距．注意．这里的I0并不是短路电流I短误差分析伏安法测定的E、r是偏大还是偏小问题伏安法测E、r的方法有安培表内接法和安培表外接法．由于安培表和伏特表有内阻，依据闭合电路欧姆定律测出的E、r势必存在误差．(1安培表的内接法误差分析：方法I：表达式分析法．图3安培表内接法(见图3，令电池的电动势和内电阻的测量值分别为，真实值分别为E、r．若不考虑电表内阻的影响，列出如下方程：联立两式解得：（1）（2）若设伏特表内阻为，考虑伏特表的分流影响，列如下方程：联立两式解得：（3）（4）将上述结果的（1）、（3）联立，并将（3）的分子、分母同除以，解得：（5）将上述结果的（2）（4）联立，并将（4）的分子、分母同除以，解得：（6）由（5）知，，即，说明电动势的测量值小于真实值。
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2.9实验：测定电源电动势和内阻
【学习目标】
1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。
2、学习用图象法处理实验数据。
【重难点】
重点：掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。
难点：用图象法处理实验数据。
【合作探究】 1．实验原理：
（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。
如图1所示：
测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：_____________
（2）用电流表、电阻箱测量。
如图2所示：
测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：_____________
（3）用电压表、电阻箱测量。
如图3所示：
测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：_____________
这几种方法均可测量，下面我们以图1所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。
2、电路选择及误差分析
图1：误差来源于电压表的分流作用
1v v R r r r
R r
=
<+ 1v v
R r E E E
r R =
<+
图2：误差来源于电流表的分压作用 1A r r R r
=+>
1E E
=
图1
图2
实验时采用1图所示电路误差较小 3．实验器材：
电池（待测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线，坐标纸。
4．实验步骤：
（1）确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。
（2）把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。
（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，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：在坐标纸上作U －I 图，求出E 、r 5．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. 在实验中不要将电流调得太大，一般小于0.5A 。
每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化。
（3）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些 （4）安培表一般选0－0.6A 档，伏特表一般选0－3V 档。
（5）测量误差：E 、r 测量值均小于真实值。
6．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.
解，得
方法二：图象法
明确：①图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I 增大时，路端电压U 将随之减小，U 与I 成线性关系，U=E-Ir 。
也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。
②电阻的伏安特性曲线中，U 与I 成正比，前提是R 保持一定，而这里的U-I 图线中，E 、r 不变，外电阻R 改变，正是R 的变化，才有I 和U 的变化。
实验中至少得到6组数据，画在图上拟合出一条直线。
要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确
r
I U E r I U E 2211+=+=2
112211
221I I U U r I I U I U I E --=
--
=
度。
将图线两侧延长，分别交轴与A、B点。
A点意味着断路情况，它的纵轴截距就是电源电动势E。
说明：①A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。
②由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。
为了使测量结果准确，画U-I 图线时，可以将纵轴的坐标不从零开始，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)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。
7．误差分析：
实验中的误差属于系统误差，得到的数值是偏大还是偏小？（提
示：利用图线及合理的推理）
因为电压表的分流作用
所以I真=I测＋I V
即（I真-I测）↑，反映在图线上：当U=0时，I V→0I→I真故r真＞r测E真＞E测
【实验数据记录】
建立坐标系，画出U-I图像:
【知识延伸】其他方法介绍：
1、I-R 法：电路如图1、图2所示。
由
)(11
r R I E += 212121)
(I I R R I I E --=
)(22r R I
E += 2
11
122I I R I R I r --
=
2、U-R 法：电路如图
3、图4所示。
由 r R U U E 1
11+
= 2
1122121)(R U R
U R R U U E --=
r R U U E 2
22+
= 2
1
122121)(R U R U U U R R r --=
3、这种接法不可取的原因：
分析： 图3—48作为测量实验电路不可取。
因为由于电流表的分压U A 的影响，使电压表的测量值小于电池的端电压U 端=U 真，而有U 真=U 端+U A 的关系。
且U A =IR A ，故电流I 越大，U A 也越大，当电路断开时，U 端=U 真，即图3—49(乙)中的A 点。
实测的图线为AB ，当将电流表内阻看成内电路的一部分时(甲所示)，r 测=r 真+R A ，这样处理后，图线可修正为AB ’，但此时图线与横轴的交点并不为电池的短路电流，但由图线可知：E 测=E 真，r 测>r 真。
只有当R A <<r 真时，才有r 测=r 真。
然而中学的实验设备很难达到这一点，故此法不可取。
图1
图2
图3
图4。