高中物理新教材优质课公开课15 A实验：电池电动势和内阻的测量 基础版.pdf

实验：电池电动势和内阻的测量

知识点：实验：电池电动势和内阻的测量

一、测定电池电动势和内阻的实验方案设计

1．伏安法：由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方

程，从而解出E、r，用到的器材有电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表，电路图如

下图所示．

U

2.伏阻法：由E＝U＋r知，如果能得到U、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就

R

能解出E、r，用到的器材是电池、开关、电阻箱、电压表，电路图如下图所示．

3.安阻法：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，用到的器材有电池、开关、电阻箱、电流表，电路图如下图所示．

二、实验操作与数据分析

1．实验步骤(以伏安法为例)

(1)电流表用0～0.6A量程，电压表用0～3V量程，按实验原理图连接好电路．

(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路中的阻值最大．

(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I、U)．用同样的

11

方法测量几组I、U值．

(4)断开开关，整理好器材．

(5)处理数据，用公式法或图像法求出电池的电动势和内阻．

2．数据分析

(1)公式法

依次记录的多组数据(一般6组)如表所示：

实验序号123456

I/AI1I2I3I4I5I6

U/VU1U2U3U4U5U6

分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E、r，E、r，E、r，求出它们的平

112233

均值作为测量结果．

E＋E＋Er＋r＋r

123123

E＝，r＝.

33

(2)图像法

①根据多次测出的U、I值，作U－I图像；

②将图线两侧延长，纵轴截距的数值就是电池电动势E；

E

③横轴截距(路端电压U＝0)的数值就是短路电流；

r

ΔU

||E

④图线斜率的绝对值等于电池的内阻r，即r＝ΔI＝，如下图所示．

I短

三、注意事项与误差分析

1．为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表．

2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放

电时内阻r的明显变化．

3.当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可

不从零开始．

如下图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，

ΔU

内阻要在直线上取较远的两点用r＝||求出．

ΔI

4．误差分析

(1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确．

(2)系统误差：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流

偏小一些．U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U－I

坐标系中表示出来，如下图所示，可见E测＜E真，r测＜