第5课
实验：测定电源的电动势和内阻
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，
4．作图法数据处理．如图所示：
1
f1图线与纵轴交点为EE2图线与横轴交点为I短＝r
ΔU3图线的斜率绝对值表示r＝ΔI
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06A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UVIA
第2组
第3组
第4组
第5组
第6组
方法一：联六组对应的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UI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
2
f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
ΔU数的纵轴截距，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即r＝ΔI
六、误差分析1．偶然误差．1由读数不准和电表线性不良引起误差．2用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差．3测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化．2．系统误差．由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．1如图甲所示，在理论上E＝U＋IV＋IAr，其中电压表示数U是准确的电源两端电压．而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大．
结论：①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值．②E测＜E真．E测③因为r测＝，所以r测＜r真．从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实I短际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势r测和E测，如图乙所示，因为电压表和电池并联，所以r测小于r