测量电源的电动势和内阻（解析版）.pdf

第九章恒定电流

【考点预测】测量电源的电动势和内阻

1测量电源的电动势和内阻实验原理、实验器材、实验电路.

2测量电源的电动势和内阻实验步骤和数据处理.

3测量电源的电动势和内阻注意事项和误差分析.

【方法技巧与总结】

一、实验目的

1.会用电流表和电压表测量电源的电动势和内电阻。

2.进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解。

3.进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法。

二、实验原理

闭合电路欧姆定律：E=U+U。

外内

如果电表器材是电压表和电流表，可用U-I法，即E=U+Ir。

原理图如图甲，实物连接图如图乙。

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、实验过程

1.连接电路

电流表用0.6A量程，电压表用3量程，按实验电路图连接好电路。

2.测量与记录

(1)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。

(2)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(I，U)。

11

(3)用同样方法测量出多组I、U值，填入数据记录表格中。

(4)断开开关，拆除电路，整理好器材。

五、数据处理

设计表格，将测得的六组U、I值填入表格中

第1组第2组第3组第4组第5组第6组

U/

I/A

1

方法一：计算法

(1)联立六组对应的U、I数据，数据满足关系式：

U=E-Ir、U=E-Ir、U=E-Ir⋯

112233

(2)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：图像法

(1)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。

(2)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。

(3)直线与纵轴交点的纵坐标值即为电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线斜率的绝对值即为电

ΔU

池的内阻r的大小，即r=ΔI。

六、误差分析

1.偶然误差

(1)读数不准引起误差。

(2)用图像法求E和r时，由于作图不准确造成误差。

2.系统误差

(1)若采用甲图电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I与I的

真测

差越大。其U-I图像如图乙所示。

结论：EE，rr。

测真测真

(2)若采用丙图电路，由于电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U与U的差越

真