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(四)测定电源的电动势和内阻
[实验基础夯实]
1.实验目的
(1)掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法;进
一步理解闭合电路欧姆定律.
(2)掌握用图象法求电动势和内阻的方法.
2.实验原理
(1)实验依据:闭合电路欧姆定律.
(2)实验电路:如图甲所示.
(3)E和r的求解:由U=E-Ir
U=E-Ir
11
得:,
U=E-Ir
22
IU-IU
E=1221
I-I
12
解得:
U-U
r=21
I-I
12
(4)作图法处理数据:如图乙所示.
①图线与纵轴交点为电动势E.
E
②图线与横轴交点为短路电流I短=.
r
ΔU
③图线的斜率的大小表示内阻r=|ΔI|.
3.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、铅笔.
[要点突破]
1.实验步骤
(1)电流表用0.6A量程,电压表用3V量程,按图甲所示连接好电
路.
(2)把滑动变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端.
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一
组数据(U,I).用同样方法测量几组I、U值.填入表格中.
11
(4)断开开关,拆除电路,整理好器材.
2.数据处理
本实验中数据的处理方法,一是联立方程求解的法,二是描
点画图法.
方法一取六组对应的U、I数据,数据满足关系式U=E-Ir、
11
U=E-Ir、U=E-Ir…让第1式和第4式联立方程,第2式和第5式
2233
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UI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,使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
ΔU
斜率大小即为电池的内阻r,即r=|
ΔI|.
3.误差分析
(1)由读数和线性不良引起误差.
(2)用图象法求E和r时
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