8测定电源的电动势和内阻
高中物理测电源电动势和内阻实验报告
高中物理测电源电动势和内阻实验报告篇一：高中物理测定电源电动势和内阻总结测定电源电动势和内阻1. 实验原理本实验的原理是闭合电路欧姆定律．1) 具体方法a) 利用实验图10-1所示电路，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U、I值，由U＝E－Ir，可得：U1?E?I1r，U2?E?I2r，解之得：I1U2?I2U1?E??I1?I2??r?U2?U1?I1?I2b) 利用如实验图10-1所示的电路，通过改变R的阻值，多测几组U、I的值，并且变化范围昼大些，然后用描点法在U－I图象中描点作图，由图象纵截距找出E，由图象斜率tan?所示．?UE??r?IIm找出内电阻，如实验图10-2由于电源内阻r很小，故电流表对电源而言要外接，不然的话，测r?r?Rg内阻测量的误差太大．由于偶数误差的存在，方法的结果可能存在较大的误差，因此在实验中采取方法处理数据．2. 实验器材电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池．3. 实验步骤1) 恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值最大的一端．2) 闭合开关S，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数． 3) 将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下此时电压表和电流表的示数．4) 继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置，记下各位置对应的电压表和电流表的示数．5) 断开开关S，拆除电路．6) 在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴，作出U—I图象，利用图象求出E、r．4. 数据处理的方法1) 本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的U、I值，做U－I图象，所得图线延长线与U轴的交点即为电动势E，图线斜率的值即r为电源的内阻r，即?UE??IIm．如实验图10-2所示．2) 应注意当电池内阻较小时，U的变化较小，图象中描出的点呈现如实验图10-3所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及做出的图线误差较大．为此，可使纵轴不从零开始，如实验图10-3所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些．此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r．5. 实验误差分析1) 偶然误差：主要于电压表和电流表的读数以及作U—I图象时描点不很准确．2) 系统误差a) 电流表相对电源外接如图，闭合电路的欧姆定律U=E-Ir中的I是通过电源的电流，而图1电路由于电压表分流存在系统误差，导致电流表读数（测量值）小于电源的实际输出电流（真实值）。
2020年高考物理实验专项复习：《测定电源的电动势和内阻》(解析版)
《测定电源的电动势和内阻》一、实验题1.如图a所示，是用伏安法测电电动势和内阻的实验电路图，为防止短路，接入一保护电阻R0，其阻值为2Ω.通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据，并作出如图b所示的U−I图象：①根据U−I图象，可知电电动势E=______V，内阻r=______Ω.②本实验测出的电的电动势与真实值相比是______.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)2.为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0=5Ω为保护电阻．(1)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以1U 为纵坐标，以1R为横坐标，画出1U −1R的关系图线(该图线为一直线)，如图乙所示．由图线可求得电池组的电动势E=______V，内阻r=______Ω.(保留两位有效数字)(2)引起该实验系统误差的主要原因是______。
3.实验室中准备了下列器材：待测干电池(电动势约1.5V，内阻约1.0Ω)，电流表G(满偏电流1.5mA，内阻10Ω)电流表A(量程0～0.60A，内阻约0.10Ω)，滑动变阻器R1(0～20Ω,2A)滑动变阻器R2(0～100Ω,1A)，定值电阻R3=990Ω，开关S和导线若干①某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是______.(填代号)②请在如图1方框中画出他的实验电路图．③如图2为该同学根据实验数据作出的I1−I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可得：被测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω.4.为了较精确地测量一节干电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R0(R0=1.5Ω)，滑动变阻器R1(0～10Ω)，滑动变阻器R2(0～200Ω)，电键S.实验电路原理图如图(a)。
测定电源的电动势和内阻
测定电源的电动势和内阻一、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1号干电池。
2．干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。
因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。
3．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值再平均。
4．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。
个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。
这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。
5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画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。
不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻,这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。
例1、测量电源的电动势E及内阻r（E约为6V，r约为1.5Ω）。
器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=8.5Ω，滑线变阻器R′(0—10Ω)，开关S，导线若干。
①画出实验电路原理图。
图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
②用笔画线代替导线完成实物连接图。
③实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。
则可以求出E= ，r= 。
（用I1，I2，U1，U2及R表示）例2、某同学采用如图1所示的电路测定电池电动势和内电阻，已知干电池的电动势为1.5V左右．内阻约为1Ω左右，电压表(0～3V,3kΩ)，电流表(0～0.6A, 1.0Ω)，滑动变阻器有R1(0～10Ω，2A)和R2(0～100Ω，0.1A)各一只．(1)在实验中滑动变阻器应选用________________(填“R 1”或“R 2”)． (2)在图2中用笔画线代替导线连接实验电路．(3)这位同学测量时记录了5组数据，并将数据填入了下面表格中．请你根据这些数据在坐标纸上画出U －I 图线．根据图线求出电池的电动势E 约为____________V ，内阻r 约为____________Ω.次数 1 2 3 4 5 I/A 0.15 0.25 0.36 0.45 0.56 U/V1.401.351.301.251.20例3、在做测干电池电动势和内阻的实验时，备有下列器材可供选用：A.干电池一节(电动势约为1.5V)B.直流电流表(量程0～0.6～3A,0.6A 挡内阻为0.10Ω，3A 档内阻为0.025Ω)C.直流电压表(量程为0～3～15V ,3V 挡内阻为5kΩ，15V 档内阻为25kΩ)D.滑动变阻器(阻值范围0～15Ω，允许最大电流为1A)E.滑动变阻器(阻值范围0～1000Ω，允许最大电流为0.5A)F.开关G.导线若干H.电池夹(1)将选定的器材按本实验要求的电路(系统误差较小)，将如图所示的实物图连线．(2)图示电流表指针停在如图①所示位置，量程取0.6A 挡时读数为____________； 量程取3A 挡时读数为__________．电压表指针停在如图②所示位置，量程取3V 挡时读数为____________；量程取15V 挡时读数为__________．(3)根据实验记录画出的U －I 图象如图所示，可得待测干电池的内电阻r 为________Ω.(4)按本实验测出的E 测和r 测与真实值比较，即测E __________真E ，测r __________真r ．(填“>”、“<”或“＝”)．例4、（利用电阻箱测电源的电动势E 和内阻r ）在测电源的电动势和内阻的实验中，除了用电压表和电流表进行测量外，应用电阻箱和电流表或电压表进行测量也是常见的实验方法．请画出利用电阻箱测量电源的电动势和内阻的实验电路图，并简述实验原理及方法．方法一 用电阻箱、电流表测定(1)实验电路如图所示(2)实验原理：改变电阻箱的阻值，记录R 与I ，应用⎩⎪⎨⎪⎧E ＝I 1(R 1＋r )E ＝I 2(R 2＋r )，求出E 、r ，为了准确，可多测几组数据．求出E 、r 各自的平均值．方法二 用电阻箱、电压表测定 (1)实验电路如下图所示(2)实验原理：改变电阻箱的阻值，记录R 与U ，应用⎩⎨⎧E ＝U 1＋U 1R 1rE ＝U 2＋U2R2r多测几组数据分别求出几组E 、r 的值，再利用平均法求出E 、r ，即为测量值．例5、（利用电压表测电源的电动势）有两只电压表A 和B ，量程已知，内阻不知．另有一干电池，它的内阻不能忽略，但大小未知．只有这两只电压表、开关和一些连接导线，要求通过测量计算出干电池的电动势(已知电动势不超过电压表的量程)．(1)画出测量时所用的电路图．(2)以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式解析：将任一只电压表(如表A)与电源连通，记下电压表所示的电压值U A ，再将两只电压表与电源串联，记下每只电压表所示的电压值，设为U ′A 、U B .设表A 的内阻为R A ，表B 的内阻为R B ，电源内阻为r ，电动势为E ，由闭合电路欧姆定律得⎩⎨⎧E ＝U A ＋U A R ArE ＝U ′A＋U B＋U ′A RAr 解得E ＝U A U BU A －U ′A.例6、某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按图甲所示电路进行实验，测得的数据如下表所示．实验次数 1 2 3 4 5 R (Ω) 4.0 10.0 16.0 22.0 28.0 I (A) 1.00 0.50 0.34 0.25 0.20 1/I (A －1)1.02.03.04.05.0(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作____________________(选填“R －I ”或“R －1I ”)图象；(2)利用测得的数据在图乙中坐标纸上画适当的图象；(3)由图象可知，该电池的电动势E ＝______________V ，内阻r ＝____________Ω；(4)利用实验电路测出的电动势测E 和内阻测r 与真实值真E 和真r 相比，理论上测E __________真E ，测r _________真r (选填“＜”、“＞”或“＝”)．例7、测量电源B 的电动势E 及内阻r (E 约为4.5V ，r 约为1.5Ω)．器材：量程3V 的理想电压表，量程0.5A 的电流表(具有一定内阻)，固定电阻R ＝4Ω，滑动变阻器R ′，电键K ，导线若干．(1)画出实验电路原理图．图中各元件需用题目中给出的符号字母标出．(2)实验中，当电流表读数为I 1时，电压表读数U 1；当电流表读数为I 2时，电压表读数为U 2.则可以求出E ＝______，r ＝______.(用I 1、I 2、U 1、U 2及R 表示)例8、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：A.待测的干电池(电动势约为1.5V ，内电阻小于1.0Ω)B.电流表G(满偏电流3mA ，内阻R g ＝10Ω)C.电流表A(0～0.6A ，内阻0.1Ω)D.滑动变阻器R 1(0～20Ω，10A)E.滑动变阻器R 2(0～200Ω，1A)F.定值电阻R 0(990Ω)G.开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考实验电路，其中合理的是__________图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________(填写器材前的字母代号)．(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出I 1－I 2图线(I 1为电流表G 的示数，I 2为电流表A 的示数)，则由图线可以得被测电池的电动势E ＝__________V ，内阻r ＝__________Ω.答案1、③211221I I U I U I E --=RI I U U r ---=21122、解析：(1)R 2允许通过的最大电流为0.1A ，不能满足实验的要求．再者为了实验中便于调节．滑动变阻器应选R 2；(2)实物连接图如图所示：(3)根据实验数据画出的U －I 图线如图所示．从图中可以看出．图线与纵轴的交点坐标约为1.47V.即电池的电动势约为1.47V ，求得图线斜率约为0.47，即电池的内阻约为0.47Ω.3、答案：(1) (2)0.30A 1.50A 0.45V 2.25V (3)1.17Ω (4)<<解析：(1)首先是选择仪器，只有一节干电池，故电压表选C(0～3V)，实验中只要不造成短路现象，电流控制在0.6A 内，电流表量程应选B 中的0～0.6A.由以上知，滑动变阻器宜选D(0～15Ω)，还要用开关(F)，导线(G)和电池夹(H)．其次是电路选择，题目要求系统误差较小，应采用如图所示电路、器材和电路选定后，剩下的工作就是连接线路．(2)电流表取0.6A 量程时，读数为0.30A(指针超过半刻度，按1个刻度数读出)；0～3A 量程时，应读为1.50A ，电压表取0～3V 量程时，读数为0.45V ；取0～15V 量程时，读数为2.25V.(3)由图线知，E ＝1.5V ，电流I ＝0.6A 所以r ＝ΔU ΔI ＝1.5－0.80.6Ω＝1.17Ω(4)由电路图知，E 测<E 真；r 测<r 真6、答案：(1)R －1I (2)图象见解析 (3)6.0 2.0 (4)＝ >解析：(1)由I ＝E R ＋r得，R ＝E ·1I －r ，R －I 图象是曲线，不便于进行数据分析，R －1I 图象是直线，便于进行数据分析，误差较小，故应作R －1I图象．(2)图象如图所示(3)由图象可知图象的斜率等于电动势E ＝6.0V ，R 轴上截距的绝对值＝电池内阻r ＝2.0Ω.(4)从理论上分析，应该考虑电流表的内阻，E 测＝E 真，r 测>r 真．7、解析：(1)实验电路原理图如图所示，由于电流表量程较小，R 串入电路可起保护作用．(2)E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2，r ＝U 2－U 1I 1－I 2－R8、答案：(1)(b)D 或R 1 (2)(1.48±0.02) 0.77(0.75～0.80)。
《测定电源电动势和内阻》评课稿
《测定电源电动势和内阻》评课稿听了谢老师讲解《测定电源电动势和内阻》一节内容，收获不少，下面是我对这节课的评课内容：本节课经过了精心的安排和设计：1、从教学设计上看，本节课是一堂实验课，主要采取教师引导，学生动手实验的方式，让学生学会了怎么样测定电源的电动势和内阻，学生自己动手印象更深刻。
2、从课堂教学来看，老师能很好地把握住教材的要求，始终以引导学生为主，启迪学生思维，渗透物理思维和方法。
3、展示了该老师是有扎实的基本功，整个课结构严谨，一气呵成，课堂内容丰富充实，老师对课堂的驾驭能力在本节课堂上也发挥得淋漓尽致。
本节课的具体亮点具体体现在以下几个方面：1、有效地为学生提供充分的思考，学习时机。
上课的教师充分考虑到物理知识自身的特点，遵循学生学习的心理规律，从学生已有的知识经验出发，让学生去体验物理知识的形成教程。
通过类比手段降低学生对抽象概念理解的难度，再引导学生把这些直观的感性认识进行扩展抽象上升理性认识，最后把这些认识和知识加以巩固。
2、充分利用教学素材，启迪思维，教师在主导作用和学生的主体作用得到发挥。
教师在教学中应遵循和贯彻“以学生为主体，以教师为主导，以思维为主线”这一原则，现代教学观要求教师把整个学习过程尽量还给学生，无论是概念理解，还是方法选择，都尽量让学生自己主动积极表述，力争让学生在独立思考等生动有趣的活动中丰富体验，获取知识，教师始终处于主导地位，教师根据本节课的`教学内容和学生特点，结合学生现有的认知和理解水平，有明确集中的教学目标，灵活恰当的教学方法，并在必要之处作适当设疑点拔，引导学生发现问题，解决疑点。
3、有效地进行教学调控，教师对调控能力较高，体现在有效地根据学习内容和任务处理教材，教学环节紧凑，教学容量恰当，有效地组织学生进行启发式教学，教学语言准确、亲切，教态自然，整个节的的时间分配基本合理，重点概念突出4、分组实验是很好。
增强了学生的动手能力和团结合作能力，由于课堂教学有着不同的活动形式和评价标准，这也决定着赏评一堂课时，个人有不同的评价标准。
测量电源的电动势和内阻
4.2测量电源的电动势和内阻课标要求1．掌握利用电压表和电流表测量电池电动势和内电阻的方法； 2．学会利用图线处理数据的方法。
3．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。
课前复习1．测量电源的电动势和内阻的原理（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U 、I 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：Ir U E +=（2）用电流表、电阻箱测量。
如图（2）所示： 测出两组I 、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：r)I(R E +=（3）用电压表、电阻箱测量。
如图（3）所示： 测出两组U 、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：r RUU E += 自主探究一、测量电路设计下面我们以图（1）所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。
思考与讨论：怎样设计需要的器材及实验过程？ 提示：1．测量电源的电动势和内阻的实验器材： 电池（待测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线，坐标纸。
2．测量电源的电动势和内阻的实验步骤：（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。
图（2）图（3）图 （1）图 （1）（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。
二、数据处理方法思考与讨论1：怎样处理实验数据？提示：1、代数法，运用方程组E=U 1+I 1r, E=U 2+I 2r,求解E 和r.为了减小实验误差，应该多找几组数据求平均值。
2、图像法：在坐标纸上建立坐标系，纵轴为U ，横轴为I ，一条倾斜直线，斜率即为内阻的大小，图像与U 轴交点即为电源电动势。
思考与讨论2：怎样分析实验过程中的误差？ 提示：1、安培表外接外接法电路如图——1所示，由于电流表得分压，电压表测得的电压并不是真正的路端电压，这种接法测量值和真实值之间的关系如何呢？设滑动变阻器的滑片在某一位置时电路中的电流表的示数为I 1,电压表的示数为U 1,改变滑片的位置，电流表中的示数为I 2 ,电压表的示数为U 2由闭合电路的欧姆定律得：如果不考虑电表的影响则有 E=U 1+I 1 r ① E=U 2+I 2 r ② 解得：2112I I U U E --=测 212112I I I U I U r --=测如果考虑电表的影响，设电流表的内阻为R A 则有 A R I r I U E 111++= ③ A R I r I U E 222++= ④ 解得：A R I I U U r ---=2112真212112I I I U I U r --=真电流表外接时，由于测量的电流是干路中的电流，测量的电压比路端电压小，所以，同一个电流I 下，电压的测量值总是在电压的真实值的下方，反映在图像上如图——2所示。
测量电源电动势和内阻实验原理
测量电源电动势和内阻实验的原理如下：
实验设备包括一台直流电源、一个可变电阻箱、一个万用表、两个导线和一个用于连接电池和电阻器的开关。
测量电动势：打开开关，将电池连接至可变电阻箱和万用表上，通过改变电阻箱的电阻值，使得电路中的电流保持在0.1A左右，并记录此时电动势与电极间的电位差U。
根据欧姆定律U=E-IR，其中E为电动势，I为电流，R为总电路电阻，则电池电动势为E=U+IR。
测量内阻：在测得电动势后，由于万用表内阻较大，在电路中相当于并联了一个较大的电阻，会影响电路电阻的测量结果。
因此需要重新接线，将万用表放到电路的外部，以消除其导线对电路的影响。
然后通过改变可变电阻箱的电阻值，测量电路中电流随电阻值变化而发生的变化。
根据欧姆定律I=E/R+r，其中E为电动势，R为已知电阻（即可变电阻箱的电阻），r为电池内阻，则电池内阻r=E/I - R。
需要注意的是，在实验过程中，应注意控制电路中的电流大小和方向，以避免对电池产生过度的负载和损坏。
同时应验算结果是否符合理论值，并对实验设备进行定期维护和校准，以确保实验数据的准确性和可靠性。
高考物理真题练习——测定电源的电动势和内阻(含答案)
测定电源的电动势和内阻一．选择题（共1小题）1．（2016•北京）某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。
为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是( ) A ．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B ．一个伏特表和多个定值电阻C ．一个安培表和一个电阻箱D ．两个安培表和一个滑动变阻器 二．填空题（共1小题）2．（2014•上海）在“用DIS 测电源的电动势和内阻”的实验中（1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图（a ）所示，图中未接导线的A 端应接在 点（选填“B ”、“ C ”、“ D ”或“E ” )。
（2）实验得到的U I -关系如图（b ）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为 V ，内电阻的阻值为 Ω。
（3）为了测量定值电阻的阻值，应在图（a ）中将“A ”端重新连接到 点（选填：“B ”、“ C ”、“ D ”或“E ” )，所得到的U I -的关系如图（b ）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻的阻值为 Ω。
三．实验题（共13小题）3．（2020•北京）用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1)Ω。
其中R 为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3k Ω。
（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E 和内电阻r ，所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E 和内电阻r '．若电流表内电阻用A R 表示，请你用E 、r 和A R 表示出E '、r '，并简要说明理由。
（2）某同学利用图象分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。
在图3中，实线是根据实验数据（图甲：U IR ==，图乙：)UI R=描点作图得到的U I -图象；虚线是该电源的路端电压U 随电流I 变化的U I -图象（没有电表内电阻影响的理想情况）。
2021届高考物理必考实验十：测定电源的电动势和内阻【含答案】
2021届高考物理必考实验十：测定电源的电动势和内阻1.实验原理(1)如图甲所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值,最后分别算出它们的平均值。
甲乙(2)用图象法来处理数据,在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图象,如图乙所示,直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势E的值,图线的斜率的绝对值即内阻r的值。
2.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
3.实验步骤(1)电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按实验原理图连接好电路。
(2)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1)。
用同样方法测量出六组I、U的值,并填入表格中。
组数第1组第2组第3组第4组第5组第6组物理量U/VI/A(4)断开开关,拆除电路,整理好器材。
4.数据处理(1)公式法:联立六组对应的U、I数据,满足关系式U1=E-I1r、U2=E-I2r、U3=E-I3r、…,让第1式和第4式联立方程,第2式和第5式联立方程,第3式和第6式联立方程,这样解得三组E、r值,取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。
(2)图象法:在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U-I坐标系,在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然后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,如图所示。
①图线与纵轴交点为E。
②图线与横轴交点为I短=。
③图线的斜率的绝对值表示r=。
5.误差分析(1)偶然误差①由于读数不准和电表接线不良引起的误差。
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。
(2)系统误差由电压表和电流表内阻影响而导致的误差。
①若采用如图甲所示的电路,在理论上E=U+(I V+I A)r,其中电压表示数U是准确的电源两端电压。