1、1 一、实验目的一、实验目的 1.用闭合电路欧姆定律测定电池的用闭合电路欧姆定律测定电池的电动势和内电阻电动势和内电阻.2.进一步加深对闭合电路欧姆定律进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解的理解.3.进一步熟练掌握电压表和电流表进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法的使用方法.2 二、实验原理二、实验原理 1.根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知，当外可知，当外电路的电阻分别取电路的电阻分别取R1、R2时，有时，有E=和和 可得出可得出 E=(I1U2-I2U1)/(I1-I2)r=(U2-U1)/(I1-I2)可见，只要测出电源在不同负载下的输出电可见，只要测出电源在不同负
2、载下的输出电压和输出电流，就可以算出电源的电动势和内压和输出电流，就可以算出电源的电动势和内电阻电阻.111UUrR222UEUrR3 2.为减小误差，至少测出为减小误差，至少测出6组组U、I值，且值，且变化范围要大些，然后在变化范围要大些，然后在U-I图中描点作图中描点作图，由图线纵截距和斜率找出图，由图线纵截距和斜率找出E、r.4 三、实验器材三、实验器材 被测电池被测电池(干电池干电池)、电键和导线等、电键和导线等.四、探究过程四、探究过程 1.确定电流表、电压表的量程，按甲确定电流表、电压表的量程，按甲所示电路把器材连接好，如图乙所示所示电路把器材连接好，如图乙所示.电流表电流表电压表
3、电压表滑动变阻器滑动变阻器5 2.把变阻器的滑动片移到一端使阻值达把变阻器的滑动片移到一端使阻值达到最大到最大.3.闭合电键，调节变阻器，使电流表有闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数明显示数.记录一组电流表和电压表的示记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组数，用同样方法测量并记录几组I、U值；值；4.断开电键，整理好器材；断开电键，整理好器材；5.数据处理：用原理中方法计算或在数据处理：用原理中方法计算或在U-I图中找出图中找出E、r.6 五、误差分析五、误差分析 1.测量电路存在系统误差测量电路存在系统误差I真真=I测测+IV，实验，实验中未考虑伏特表的分流影响中未考虑
4、伏特表的分流影响.2.用图象法求用图象法求E、r时存在偶然误差时存在偶然误差.3.本实验结果：本实验结果：E测测E真真，r测测r真真.7 六、电源的电动势和内电阻测定方法六、电源的电动势和内电阻测定方法 电动势和内电阻的测定方法归纳起来分别电动势和内电阻的测定方法归纳起来分别对应闭合电路欧姆定律的三种不同形式对应闭合电路欧姆定律的三种不同形式.第第一种形式路端电压和干路电流间的关系一种形式路端电压和干路电流间的关系U=E-Ir(简称伏安法简称伏安法),第二种形式干路电流第二种形式干路电流和外电阻间的关系和外电阻间的关系 (简称安阻法简称安阻法),第三种形式路端电压和外电阻间的关系第三种形式路端
5、电压和外电阻间的关系 (简称伏阻法简称伏阻法).EIRrREURr8 一、在测定电源的电动势和内电阻的实一、在测定电源的电动势和内电阻的实验中，应注意什么？验中，应注意什么？1.本实验在电键本实验在电键S闭合前，变阻器滑片应闭合前，变阻器滑片应处于有效阻值最大处处于有效阻值最大处.2.要测出不少于要测出不少于6组组I、U数据，且变化范数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要第围要大些，用方程组求解时，要第1、4为一组，第为一组，第2、5为一组，第为一组，第3、6为一组，为一组，分别解出分别解出E、r值再取平均值值再取平均值.9 3.画画U-I图线时，由于读数的偶然误图线时，由于读数的偶然误差
6、，描出的点不在一条直线上，在作差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去，两侧，个别偏离直线太远的点可舍去，这样就可使偶然误差得到部分抵消，这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度从而提高精确度.10 4.本实验由于干电池内阻较小，路端本实验由于干电池内阻较小，路端电压电压U的变化也较小，这时画的变化也较小，这时画U-I图线时，图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始测得的数据从
7、某一恰当值开始(横坐标横坐标I必须从零开始必须从零开始).但这时图线和横轴的交但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势距仍为电动势E，图线斜率的绝对值仍，图线斜率的绝对值仍为内阻为内阻r.11 5.干电池的内电阻较小（干电池的内电阻较小（0.51.5），），如果短路，电流过大，会损坏电表和电如果短路，电流过大，会损坏电表和电池，故调节滑动变阻器时要防止发生电池，故调节滑动变阻器时要防止发生电阻为零的情况；电池内阻若太小不易测阻为零的情况；电池内阻若太小不易测量，实验中可在电池外串一电阻；随着量，实验中可在电池外串一电阻；随着电池的使用
8、，电动势会减小，内阻会增电池的使用，电动势会减小，内阻会增加加.12 6.实验时为了不使在外电阻较小实验时为了不使在外电阻较小时，电路中的电流长时间超过干时，电路中的电流长时间超过干电池的正常放电电流（电池的正常放电电流（0.3A），），应使通电时间越短越好，只是在应使通电时间越短越好，只是在读取数据时让电路接通，否则易读取数据时让电路接通，否则易损伤电池损伤电池.13 7.改变变阻器阻值时，最好让两表中的改变变阻器阻值时，最好让两表中的一个指针指整数格，每次电阻值变化适一个指针指整数格，每次电阻值变化适当大一些，可减小读数误差，注意电表当大一些，可减小读数误差，注意电表的估读的估读.8.用伏
9、安法测电动势和内阻时，电压表用伏安法测电动势和内阻时，电压表示数准确，电流表示数比实际电流小，示数准确，电流表示数比实际电流小，故实验系统误差由电压表分流引起，为故实验系统误差由电压表分流引起，为此变阻器阻值应小一些，电压表内阻应此变阻器阻值应小一些，电压表内阻应大一些大一些.14 二、测定电源电动势和内电阻的二、测定电源电动势和内电阻的其他方法有哪些？其他方法有哪些？测定电源电动势和内电阻的方法测定电源电动势和内电阻的方法有：用一只电流表和电阻箱测有：用一只电流表和电阻箱测量；用一只电压表和电阻箱测量；用一只电压表和电阻箱测量；用两只电压表测量量；用两只电压表测量.15 可采用下列几种图象处
10、理实验数据：可采用下列几种图象处理实验数据：（1）由）由E=I(R+r+RA)得：得：作作 图线，如图图线，如图(b)，斜率为，斜率为E，纵轴截距的绝对值为，纵轴截距的绝对值为r.A1RRErI，A1RRI（）16（2）由）由E=I(R+r+RA),得：得：作作 图线，如图图线，如图(c)，斜率为，斜率为E，纵轴，纵轴截距的绝对值为截距的绝对值为(r+RA).A1()RErRI，1RI17（3）由）由E=I(R+r+RA),得：得：作作 图线，如图图线，如图(d)，斜率倒数为，斜率倒数为E，纵轴截距除以斜率再与电流表内阻，纵轴截距除以斜率再与电流表内阻RA的差为的差为r.A11rRRIEE，1
11、RI18（4）由）由E=I(R+r+RA),得：得：作作 图线，如图图线，如图(e)，斜率的倒数为，斜率的倒数为E，纵轴截距除以斜率为电源的内阻纵轴截距除以斜率为电源的内阻r.A11,rRRIEE1RI19 1.测定电池电动势和内电阻的原理的测定电池电动势和内电阻的原理的基本应用基本应用 用伏安法测一节干电池的电动势和内电用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象如图所示，根据图线回答：阻，伏安图象如图所示，根据图线回答：（1）干电池的电动）干电池的电动 势和内电阻各多大？势和内电阻各多大？（2）图线上）图线上a点对应的点对应的 外电路电阻是多大？电源此外电路电阻是多大？电源此 时内部热耗
12、功率是多少？时内部热耗功率是多少？20（3）图线上）图线上a、b两点对应的外电路两点对应的外电路电阻之比是多大？对应的输出功率之电阻之比是多大？对应的输出功率之比是多大？比是多大？（4）在此实验中，电源最大输出功）在此实验中，电源最大输出功率是多大？率是多大？21 图为测量某电源电动势和内阻时得到图为测量某电源电动势和内阻时得到的的U-I图线图线.用此电源与三个阻值均为用此电源与三个阻值均为3 的电阻连接成电路，测得路端电压为的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V.则该电路可能为则该电路可能为()B22 2.仪器的选择、电路的设计和数据处理仪器的选择、电路的设计和数据处理 利用如图所示的一只
13、电压表、一个电利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻势和内电阻.请画出实请画出实 验电路图，并用笔画验电路图，并用笔画 线作导线将所给器材线作导线将所给器材 连接成实验电路连接成实验电路.用记用记 录的实验数据写出电录的实验数据写出电 动势和内电阻的表达式动势和内电阻的表达式.2324 为了测定一节干电池的电动势和内电阻，为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：现准备了下列器材：待测干电池（电动势约待测干电池（电动势约1.5V，内阻约，内阻约1.0）电流表电流表G（满偏电流（满偏电流3.0mA，内阻，内阻
14、150）电流表电流表A（量程（量程00.60A，内阻未知），内阻未知）滑动变阻器滑动变阻器R1（020，2A）滑动变阻器滑动变阻器R2（01000，1A）定值电阻定值电阻R3=900 开关和导线若干开关和导线若干25（1）为了能尽量准确地进行测量，也为）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是器是 .（填仪器代号）（填仪器代号）（2）请用铅笔在图甲方框中画出实验电）请用铅笔在图甲方框中画出实验电路原理图路原理图.R126（3）图乙为某同学根据正确的电路）图乙为某同学根据正确的电路图作出的图作出的I1-I2图象（图象（I1为电流表为电流表G的示的示数，数，I2为电流表为电流表A的示数），由该图的示数），由该图象可求出被测干电池的电动势象可求出被测干电池的电动势E=V，内电阻，内电阻r=.1.470.70
