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课件网) 实验九 测定电源的电动势和内阻 考点一 实验目的 1．测定电源的电动势和内电阻； 2.加深对闭合电路欧姆定律的理解． 考点二 实验原理 测量电路的原理图如图1所示，根据闭合电路欧姆定律，可得电池的电动势E、内阻r、路端电压U、电流I的关系为U＝E－Ir.对于一定的电池，E、r都是一定的，所以改变滑动变阻器R的阻值时，可以测得多组U、I数据，代入上式可得U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r……以上方程，两两组成方程组，可以求得多组E、r，取其平均值作为电池的电动势和内阻的大小． 图1 由U＝E－Ir说明，U和I是线性关系，所以可在U—I坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，如图2所示，则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线与横轴交点的横坐标即是电池的短路电流I0＝E/r，由此可求得电池的内阻r＝E/I0. 图2 考点三 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、直尺 考点四 实验步骤 1．电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图1所示连接好电路； 2．把滑动变阻器的滑片移动到右端，使有效电阻最大； 3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I1，U1)．用同样的方法测量几组I、U数据，将记录的数据填入表格中； 4．打开电键，整理好器材． 考点五 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 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A 方法一：取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式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：以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U—I坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)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，则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率大小即为电池的内阻r. 考点六 误差分析 1．本实验采用的图1所示的测量电路是存在系统误差的，这是由于电压表的分流Iv引起的，使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真．因为I真＝I测＋Iv，而Iv＝U/RV，U越大，IV越大，U趋近于零时IV也趋近于零．所以图2中图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小．修正后的图线如图3所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，r测＜r真、E测＜E真； 图3 2．电表读数带来的误差； 3．如果将六组数据按先后顺序两两依次组成方程组，由于两组数据相邻，变化较小，计算(或测量)误差较大．为此，注意是前后数据交叉组成方程组； 4．用图象法求电动势和内电阻时，作图不准确造成误差； 5．处理图象进行分析计算造成的误差． 考点七 注意事项 1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已经使用一段时间的1号干电池为待测对象； 2．干电池在大电流放电时极化现象较为严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A，因此，实验中不要将I调得过大，读电表示数要快，每次读完要立即断电； 3．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多．这种情况，在画U—I图线时纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一个恰当值开始(横坐标I必须从零开始)．此时，图线与横轴的交点不再是短路电流，但是直线斜率的绝对值仍然是电池内阻； 4．测出不少于6组I、U数据，且变化范围要 ... ...
