18-19 第2章 5　学生实验：测量电源的电动势和内阻.pdfVIP

5学生试验：测量电源的电动势和内阻

[学习目标]1.知道测量电源的电动势和内阻的试验原理，进一步感受电源路端

电压随电流变更的关系．2.经验试验过程，驾驭试验方法，学会依据图像合理

外推动行数据处理的方法．

[学问探究]

一、试验原理

1．“伏安法”测E和r

如图2­5­1所示，变更R的阻值，测量外电压U外和通过电源的电流I，由闭合

电路欧姆定律建立方程组：

E＝U＋Ir①

11

E＝U＋Ir②

22

联立①②两式便可求出电源的电动势E和内阻r.

图2­5­1

2．“安阻法”测E和r

用电流表、电阻箱测定电源的电动势和内阻时的电路图如图2­5­2所示．

由E＝IR＋Ir可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，

就能解出E、r.

图2­5­2

3．“伏阻法”测E和r

用电压表、电阻箱测定电源的电动势和内阻时的电路图如图2­5­3所示．

由E＝U＋r知，假如能得到U、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，

就能解出E、r.

图2­5­3

二、试验器材(以伏安法为例)

待测电池一节，电流表(0～0.6A)、电压表(0～3V)各一块，滑动变阻器一只，开

关一只，导线若干．

三、试验步骤

1．确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好，如图2­5­4所示．

图2­5­4

2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大．

3．闭合开关，调整变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的

示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值．并填入下表：

试验序号123456

I/A

U外/V

4．断开开关，整理好器材．

四、数据处理

1．公式法

分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组分别解出E、r，E、r，E、r，

112233

求出它们的平均值E＝，r＝作为测量结果．

2．图像法

把测出的多组U、I值，在U­I图

中描点画图像，使U­I图像的直线经过尽可能多的坐标点并使不在直线上的各坐

标点大致匀称地分布在直线的两侧，如图2­5­5所示，由U＝E－Ir可知，图线

与纵轴截距等于电动势E，图线斜率的肯定值等于内阻r，依据图线纵截距和斜

率得出E、r.

图2­5­5

五、留意事项

1．为使电源的路端电压有明显变更，应选取内阻较大的电源和内阻较大的电压

表．

2．试验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后马上切断电源，防止电源

大电流放电时内阻r的明显变更．

3．当电源的路端电压变更不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且

纵轴起点可不从零起先．

如图2­5­6所示，此时图线与纵轴交点仍为电源的电动势E，但图线与横轴交点

不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝求出．

图2­5­6

六、误差分析

1．偶然误差

产生缘由减小方法

电压表、电流表的读数电压表、电流表指针偏角适当大些

描点时不精确，画U­I图像多测几组数据，不在直线上的点，大致匀称分布

时不规范