高中物理实验测定电源电动势和内阻
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）。
高三物理测定电源的电动势和内阻
注意事项
(3)作U-I图象时的注意点: 用作图法时，滑动变阻器阻值应在几欧至几十
欧的较大范围内变化，使各组数据差别大些，实验 数据要多取几组，
由于读数等偶然误差的存在，描出的点不完全 在同一直线上,
A V
E,r K
(4)整理好器材, 利用公式或U-I图象处理记录的数据, 求出电源的E和r.
注意事项
(1)电池的选择: 为使实验中U随I的变化明显，应选用内阻较大的
电池，可以用旧些的干电池，但过旧的电池虽然内 阻大，但电动势不稳定，也不宜使用.
(2)防止电池极化: 电路中的电流较大时电池极化现象比较严重，会
实验目的
(1)掌握用电压表和电流表 测定电源电动势和内阻的方法.
(2)学会用U-I图线处理数据的方法.
实验原理
1、根据闭合电路欧姆定律E=U外+Ir，
则 路端电压
U外=E-Ir.
2、改变负载电阻，可得到不同的路端电压.
E，r不变
负载R增大
电流I减小
U内减小
U外增大
实验原理
3、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I1、I2，路端电压为U1、 U2，则代入，可获得一组方程：
实验仪器
伏特表、安培表、 滑动变阻器、电键、导线、 被测电池 Nhomakorabea 实验步骤
(1) 连接电路，开始开关应处于断开状态, 滑动变阻器阻值调到最大.
(2)检查:电表的指针是否指零 量程选择合适,
A V
E,r K
(3)闭合电键，调节滑动变阻器滑片 的位置，读出电流I、电压U的值, 重复 5 次 ,列表记录.
高考物理实验测定电源电动势和内电阻
【高考实验】：测定电源的电动势和内电阻测定电源电动势和内阻实验是高考考察的热点实验之一，实验是以闭合电路欧姆定律为原理的间接测量形式的实验，需要用电表测电压或电流，根据图像求解，综合能力和素质的体现。
该实验原理复杂，误差分析相对麻烦，所以学生头疼不已，在此罗列一些较常见的类型，供大家参考。
测定电源电动势的内阻实验目的：1．掌握用电压表和电流表测定电源电动势的内阻的方法与原理；UI图象处理数据的方法。
．学习掌握用一2【实验原理】R的阻值，从电压表和电流表中读出如图所示，改变IUE、求出几组几组值，利用闭合电路欧姆定律、E=U+Ir,r值，最后分别算出它们的平均值。
IU为纵坐用作图法来处理数据：即在坐标纸上以为横坐标、IUUI图象。
如图所示．所得直线、一值画出标，用测出的几组r的值。
图线斜率的绝对值即为内电阻跟纵轴的交点即为电动势值，【实验步骤】1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路；2．把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端；IU）、，用同样方法3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（IU值，记录在自己设计的表格中；、测量几组4．打开电键，整理好器材；5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
【数据处理】图象法处理实验数据1．本实验中，为了减少实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根U?I UIU轴的交点即为图像．所得图线延长线与值，做、据各次测出的．?UE?r??II rE，如图所示。
，即，图线斜率的绝对值即为电源的内阻电动势maxU的变化较小，图象中描出的点呈现如图甲所示状态，2．应注意当电池内阻较小时，下面大面积空间得不到利用，所描得点及做出的图线误差较大。
为此，可使纵轴不从零开始，如图乙所示，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r。
测电源电动势和内阻实验报告(附详图示)
测电源电动势和内阻实验报告（附详图示）电源（以干电池为例）是一种可以长时间稳定释放电能的装置。
在高中，有一个专门测呈电源电动势E和内阻r的实验，有很多方法，但是无外乎要利用“闭合电路欧姆定律"，写出关于E和r的方程，根据测量数据画图象得。
“测量电源电动势和内阻"的实验，主要训练用"图象”处理数据的方法。
'‘图象法" 处理数据：①写岀函数表达式②用换元法将①中的表达式整理成“一次函数” 一一y=kχ+b③确定y 轴、X轴④记录多组数据，列表，画出图象⑤利用图象中的斜率k, 截距b,求出相未知量“图象法”处理数据的重中之重是：第②点用换元法将①中的表达式整理成“一次函数” 一一y=kx+b下面我们就来体会一下如何将一个复杂的表达式整理成"一次函数"一一y=kx÷b的形式！写岀闭合电路欧姆定律：注意：表达式中应该有“测量”呈U和I ,并且应该有电源的电动势E和内阻r oU=E-Ir还好这个方程无需整理，就是一个''一次函数J并且四个物理呈都在，图象如下图:其中纵截距b=E,斜率-k=r 例2：写岀闭合电路欧姆定律:变形变形二:原来一个表达式还可以有多重变形！，画岀多种一次函数图象! 例3：E= I (Λ+r)r -Er-E÷/?1 -E1 -flsllms■■■■■■■■f写岀闭合电路欧姆定律:UU + R r 变形一:变形二:下面来做几道练习题，熟练一下:练习1：莊测定一组干电池的电动势和内阻的实 验中，备有下列器材：A. 电流传威器1B. 电流传感器2C. 定值电阻R Q (3 fell)D. 滑动变阻活QO~20Q)E. 幵关和导线若干某同学发现上述器材中没有电耳传威器 ,偃给出了两个电流传毆器，于是他役 计了如Ig 甲所示的电路来完威实脸。
(1) 该同学利用测出的实验教据作出的“血图线％为电流传感器1的示救，/2 为电流传感器2的示孜，且斤 远小于々) 伙口闺乙所■示，则由窗线可得被测电:也的 电云力势E= _____ 7、內阻/•= _____________ —H o(2) 若将阖线的纠#由改为 __________________ ,贝M∣3线与纠荊交点的彬理命义即为被测电 :也电动势的大小。
高中物理选修3-1-实验：测定电池的电动势和内阻
实验：测定电池的电动势和内阻知识集结知识元实验：测定电池的电动势和内阻知识讲解实验测定电源的电动势和内阻一、伏安法测电源电动势和内阻：（一）实验目的1．掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法。
2．学会用图象法求电源的电动势和内阻。
（二）实验原理1．实验依据闭合电路欧姆定律。
2．实验电路如图所示3．E和r的求解由U=E－Ir，得：，解得：4．作图法数据处理如图所示。
（1）图线与纵轴交点为E。
（2）图线与横轴交点为。
（3）图线的斜率绝对值表示。
（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、刻度尺、铅笔等。
（四）实验步骤1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路。
2．把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。
3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。
用同样方法测量出多组I、U值。
填入表格中。
4．断开开关，拆除电路，整理好器材。
（五）数据处理本实验中数据的处理方法：一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法。
第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A方法一：联立六组对应的U、I数据，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，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小。
方法二：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，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即。
（六）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(选用已使用过一段时间的干电池)。
2．在实验时，电流不能过大，通电时间不能太长，以免对E与r产生较大影响。
高三物理测定电源的电动势和内阻
1 测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5 V，r约为1.5 Ω)。 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= 4 Ω，滑动变阻器R′，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)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 (用I1、I2、U1、U2及R表示)
(3)根据闭合电路欧姆定律有 E 1 1 I 得, ( R r RA ) R r RA I E 1 1 可见在 R 图象中，图线的斜率k等于 ，由题图7-5-9得 E I 6 .0 3.0 0.9 ，所以E= 1 V≈2.86 V k k 3 .0 0 .9 1 1 0.6 1 1 由 ( R r RA ) 和图7-5-9知当R= =6.0 Ω时， =3.0 A-1 I E k I 1 即3.0= (6.0 r RA ) ,而RA=0.2 Ω，得r=2.38 Ω。 2.86 【名师支招】本题是一道设计型实验题，近几年高考中电学实验较多， 几乎年年都考，试题灵活，考查范围广，在注重素质教育、注重能力考查 的趋势下，更应重视电学实验的研究，并通过研究性学习，培养学生自主 设计实验能力和多角度探索实验结论1】［2009年高考安徽理综卷］用图7-5-2所示的电路，测定一节干电池的电动势 和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一 个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： (a)电流表(量程0.6A、3A)； (b)电压表(量程3 V、15V)； (c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5 W)； (d)定值电阻(阻值10Ω，额定功率10W)； 图7-5-2 (e)滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A) (f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1A) 那么 (1)要正确完成实验，电压表的量程应选择___V 3 ，电流表的量程应选择____A 0.6 ；R0应选择___Ω 1 的定值电 阻，R应选 择阻值范围是_______Ω 0～10 的滑动变阻器。 电压表的分流 。 (2)引起该实验系统误差的主要原因是_______________
电源的电动势和内阻 高中物理课件19-5 实验
笔记
5.注意事项 (1)为了使电池的路端电压变化明显，即为了使 U－I 图像的斜率能够大一些，选用内阻较大 的旧干电池或给内阻较小的干电池串联一小定值电阻． (2)电池在大电流放电时，极化现象比较严重，电动势 E 会明显下降，内阻 r 会明显增大， 因此实验中不要将电流 I 调得过大，而且要尽快完成电表读数，随即断电，减小实验造成的误 差，干电池放电电流不宜超过 0.5A． (3)应当测出多组变化范围大的 I、U 数据，然后将测得数据代入方程，应用逐差法的思想， 对方程进行两两编组，分别求出 E、r 的值，再求平均值.(本实验应测出不少于6组数据，编组时 可以将第1和第4作为一组，第2和第5作为一组，第3和第6作为一组).
纵坐标的截距为1，图线的斜率为r ．
E
E
第5节 实验：测定电源的电动势和内阻
二、实验考法总结
2.三种实验方法与误差分析
笔记
误差分析：
由于电压表存在内阻，实际分析时未考虑电压表中通过的电流，误差来源于电压表的分流
作用.
利用等效思想，将电压表等效成理想电压表与 RV 电阻并联；再利用等效电源思想，将电源
的电流，即干路电流，利用图乙的实验电路，通过图像法可以准确地测量等效电源的电动势 E′ 和内阻 r′.
综上所述：测出的电动势偏小，内阻偏小.
第5节 实验：测定电源的电动势和内阻
二、实验考法总结
2.三种实验方法与误差分析
(2)实验解法二：安阻法 电路图如图丁所示.
笔记
解析式为1＝1R+r ，1－R 图像如图戊所示． IE EI
端电压，利用图甲的实验电路，通过图像法可以准确地测量等效电源的电动势 E′和内阻 r′.
综上所述，测出的电动势准确，内阻偏大.
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。
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（测量值）
E测 <E真
r 测 < r真
四
、
误 EU1I1r
差 分
EU2I2r
析
(1)
公 式 法
EU1I2 U2I1 I2 I1
r U1 U 2 I 2 I1
（测量值）
E测 = E真
（真实值）
r 测 > r真
(1)
四 、 误 差 分 析
公 式
法 应该选取哪个电路来测定电源的电动势和内阻？
验 步
断开状态滑动变阻器阻值调到最大.
骤
A V
E,r K
二 、
实 (2)检查:电表的指针是否指零，量程选择合适,
验 步
骤 (3)闭合电键，调节滑动变阻器滑片的位置，读出 电流I、电压U的值,重复 5 次 ,列表记录.
(4)整理好器材,利用公式或U-I图象处理记录 的数据,求出电源的E和r.
三 、
如果RA已知，应该选用哪个电路？为什么？
四
、
误
A
差
分
V
析
（
2
）
甲
图 像
U
E真
I V1
法
. . E 测
IV2
. . U
U
1 2
----------------
.
I1 I2
I
E测 <E真 r 测 < r真
V
A 乙
U
E测
U2
.. .U A2
U1
.
U A1
I2 I1
I
E测 = E真
r 测 > r真
四
、
A
高中物理实验测定电源电动势和内阻
高中物理实验：测定电源的电动势和内阻
一
、 实
（1）电流表，电压表，
验 滑动变阻器
原
理 E= U + I r
（2）电流表，电阻箱 E=I R+ I r
（3）电压表，电阻箱 E=U + Ur/R
一 、
U
实
验
原
理
I
R
1 I 1 U 1 R
二
、 实
(1) 连接电路，开始开关应处于
误
差
V
分
析
（
甲
3
）
等
效 电 源
r测
r真 Rv Rv r真
E测
Rv Rvr真
E真
V A
乙
r测rRA
E测 E真
E测 <E真
r 测 < r真
E测 = E真
r 测 > r真
谢谢观赏！
2020/11/5
13
（2）测多组U、I
值，作出
U-I
图象。
数
据
U/V
处
理
E
E = 纵轴截距
I短 I/A
r = ΔΔ—UI—
注意：
1、画直线时，使直线两侧的点子数目大致相等 2、坐标轴的起点是否为零。
四
（
1
） 公 式 法
（真实值）
E U 1 I 2 U 2 I1 I 2 I1