測定電源的電動勢和內阻

測定電源的E和r第一頁，共二十四頁。一、基本原理二、實驗基本電路Ｕ：路端電壓只要測出幾組（至少兩組）U、I值就可求出E、r閉合電路的歐姆定律：Ｅ＝Ｕ＋ＩrＩ：通過電源的電流第二頁，共二十四頁。三、實驗方案實施1、實驗任務：在有伏特表和安培表的條件下，測量一節(jié)舊干電池的電動勢和內阻。即利用伏安法測量。2、實驗器材：待測干電池、符合條件的伏特表和安培表各一只、滑線變阻器一只，開關一只、導線若干。3、實驗電路圖4、實驗步驟：第三頁，共二十四頁。實驗步驟1）按原理圖連接實物圖第四頁，共二十四頁。2）、把變阻器的滑片移到一端使電阻值最大3）、閉合電鍵，調節(jié)變阻器，使電流表的讀數有明顯示數，記錄一組電流表和電壓表的示數，用同樣的方法測量并記錄幾組U，I值。4）、斷開電鍵，整理好器材I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.111.O5第五頁，共二十四頁。方法一：公式法改變R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值，代入方程組聯立求解，多測量幾次I、U的值，算出E、r取平均值.

缺點:計算量大四、數據處理第六頁，共二十四頁。方法二：圖象法在坐標紙上以Ｉ軸為橫坐標，Ｕ為縱坐標，用測出幾組的Ｕ，Ｉ值畫出Ｕ－Ｉ圖象

1.所得直線跟縱軸的交點即為電動勢E的值，2.圖線的斜率的絕對值即為內阻的值。圖象方程：如何利用圖象求E和r?3.圖線與橫軸的交點為短路電流？第七頁，共二十四頁。電壓表示數電流表示數誤差原因:電壓表分流五、誤差分析定性分析：電壓表示數電流表示數誤差原因:電流表分壓對比第八頁，共二十四頁。電壓表示數電流表示數誤差原因:電流表分壓電壓表示數電流表示數誤差原因:電壓表分流對比第九頁，共二十四頁。理論推導：根據閉合回路歐姆定律，兩次測量方程為：真實值測量值第十頁，共二十四頁。在測干電池的電動勢和內阻的實驗中為什么采用甲圖？測量值真實值第十一頁，共二十四頁。某同學測一節(jié)干電池的電動勢和內阻．現備有下列器材：A．被測干電池一節(jié)B．電流表；量程0～0.6A，內阻0.1ΩC．電流表：量程0～3A，內阻0.024ΩD．電壓表：量程0～3V，內阻未知E．電壓表：量程0～15V，內阻未知F．滑動變阻器：0～10Ω，2AG．滑動變阻器：0～100Ω，1AH．開關、導線若干由于電流表和電壓表內阻的影響，測量結果存在系統(tǒng)誤差．在現有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻．(1)在上述器材中請選擇適當的器材：______(填寫選項前的字母)(2)畫出相應的實驗電路圖；ABDFH第十二頁，共二十四頁。(3)根據實驗中電流表和電壓表的示數得到了如圖所示的U－I圖象，則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后，干電池的電動勢E＝________V，內電阻r＝________Ω1.500.9第十三頁，共二十四頁。已知太陽能電池組的電動勢約為8V，短路電流約為4mA，為了精確測出它的電動勢和內阻，除導線和開關外，可供選擇的儀器有：A.電流表,量程5mA，內阻約10ΩB.電流表,量程20mA，內阻約40ΩC.電壓表,量程5.0V，內阻約5kΩD.電壓表,量程15V，內阻約15kΩE.滑動變阻器電阻4kΩF.滑動變阻器電阻40kΩ為使實驗盡可能方便、準確，應選用上述儀器中的

（用所給器材的代號填寫）.(2)在虛線框內畫出電路圖.(3)該電路測得的電源電動勢和真實值相比較

。測得的內電阻和真實值相比較

。(填偏大、偏小或相等)ACEAV相等偏大第十四頁，共二十四頁。為了測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻，某實驗小組按圖甲所示的電路圖連好實驗電路，合上開關，電流表和電壓表的讀數正常，當將滑動變阻器的滑片由A端向B端逐漸滑動時，發(fā)現電流表的示數逐漸增大，而電壓表的示數接近1.5V且?guī)缀醪蛔儯钡疆敾僚R近B端時電壓表的示數急劇變化，這種情況很難讀出電壓數值分布均勻的幾組不同的電流值、電壓值，出現上述情況的原因是_________________________________________．改進方法是____________________________．改進后，測出幾組電流、電壓的數值，并畫出如圖乙所示的圖象，由圖象可知，這個電池的電動勢為E＝________V，內阻r＝_______Ω.滑動變阻器阻值太大，有效使用的部分太短

選擇阻值更小的滑動變阻器

1.482.4第十五頁，共二十四頁。六.重要注意事項:（5）使用內阻較大一些的舊電池。（1）本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片應置于阻值最大位置處（2）要測出不小于6組Ｉ、Ｕ數據，且變化范圍要大一些（3）畫Ｕ—Ｉ圖線時，應使圖線通過盡可能多的點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，個別偏離直線太遠的點舍去。（4）畫U--I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據測得的數據從某一恰當的值開始（但橫坐標必須從0開始)但這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢E，圖線的斜率的絕對值仍為內阻r.

第十六頁，共二十四頁。某同學要測量一電動勢略小于3V的直流電源的電動勢和內阻按照原理圖連接好線路后進行測量，測出6組數據記錄在下表中，記錄有明顯錯誤的是第

組數據待測量第1組第2組第3組第4組第5組第6組I/A0.110.200.300.400.500.56U/V2.872.852.832.822.792.58由上表可知，電壓表示數變化不明顯，試分析引起這種情況的原因是

將上述器材的連線略加改動就可解決上述問題，請你在下圖完成正確的連線。電源內阻過小

6第十七頁，共二十四頁。電源電動勢與內阻測量的基本變式變式一．利用電阻箱和電流表，測定電源的電動勢和內電阻。（1）電路如圖所示：（2）主要步驟改變電阻箱阻值R，測出對應的電流I由（E=I1R1+I1r，E=I2R2+I2r）得：(3)誤差分析：未考慮電流表分壓，而產生誤差．即電動勢測量值等于真實值，而內阻測量值大于真實值．第十八頁，共二十四頁。若能測出多組I、R值，以R為縱坐標，為橫坐標，作出圖象，由于，可知這條圖線是直線，直線在縱軸的截距—r，圖線的斜率E=tanα。第十九頁，共二十四頁。③某同學根據他設計的實驗以及收集到的數據作出了如圖e所示的圖線，由此可知，干電池的電動勢E=

V（計算結果保留三位有效數字）；圖線縱軸截距的絕對值代表

的電阻之和③1.46(1.41~1.49均給分)電表與干電池第二十頁，共二十四頁。變式二利用電阻箱和電壓表，測定電源電動勢和內阻（1）電路如圖所示（2）主要步驟改變電阻箱阻值R，測出對應的電壓U。由，

求出電源的電動勢和內阻(3)誤差分析：未考慮電壓表分流而產生誤差．即電動勢的測量值小于真實值，內阻的測量值小于真實值．第二十一頁，共二十四頁。由，得根據測定的各組值在坐標上描出位置，然后依據這些位置作出圖線,圖線是一條直線。縱軸截距是電動勢的倒數，斜率是第二十二頁，共二十四頁。序號1234567(Ω－1)0.10.40.51.02.02.55.0(V－1)0.36