测定电池电动势和内阻.pptVIP

* * 一、实验原理 二、实验基本电路 A V 甲 Ｕ：路端电压 只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r 闭合电路的欧姆定律：E=U+Ir A V 乙 Ｉ：通过电源的总电流 V A 测量仪器：用电流表、电压表与滑动变阻器 U1=E-I 1r U2=E-I 2r 思路： 通过两次以上获得的数据解方程而求得E和r。 v A 三：实验步骤 2、按原理图连接实物图 1、仪器选择： 安培表：0~0.6A 伏特表:0~3V 滑动变阻器:选用阻值较小的 3：把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大（保护电路） 4：闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组U，I值。 5：断开电键，整理好器材 1 2 3 4 5 6 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 四,数据处理 方法一：公式法 改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值. E= U1+ I1r E= U2+ I2r E= U3+ I3r E= U4+ I4r E= U5+ I5r E= U6+ I6r E1 r1 E2 r2 E3 r3 E 和 r I(A) U(V) 0.12 1.37 0.20 1.32 0.31 1.24 0.35 1.20 0.50 1.10 0.57 1.05 方法二：图象法 在坐标纸上以Ｉ轴为横坐标，Ｕ为纵坐标，用测出几组的Ｕ，Ｉ值画出Ｕ－Ｉ图像 最后从图像求出电动势为E＝ V 内阻为r= Ω 1.46 0.72 五、重要注意事项 （1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处。 （2）使用内阻较大一些的旧电池。使路端电压变化明显。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免干电池在大电流放电时极化严重，时E明显减小，r明显增大。 （3）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些。 （4）画Ｕ—Ｉ图线时，应使图线通过仅可能多的点，并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。  （5）画U--I 图线时，由于r较小，U变化缓慢，图像只占据坐标系中一部分空间，故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的值开始（但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r,在直线上取距较远的点用 来计算内阻。 （6）因电源内阻较小，为使电压表变化明显， 应选阻值较小的变阻器。 A V 甲 不考虑电表影响 考虑电表影响 r 测 r E测 E 解得 比较得 解得 E、r为真实值 六、系统误差原因分析 电流表外接 不考虑电表影响 考虑电表影响 r 测 =r+RA r E测=E 解得 比较得 解得 E、r为真实值 A V 乙 电流表内接 外接法： 内接法： 由于 ，故外接法误差较小。 故在外接法中尽量选用内阻大的伏特表。 系统误差原因分析（结合图像解析） r 测 r真 故，E测 E真 公式，列方程解 故，E测 = E真 r 测 r真 其他方法一：电阻箱和电流表测定法 A A R1 R2 E=I 1(R1+r) E=I2 (R2+r) (一只电流表和一个电阻箱) 误差分析与右图相同：即E测 ＝E真， r 测 r真 A V 七.其他测量方法 V R2 V R1 其他方法二：电阻箱和电压表测定法 E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2 (一只电压表和一个电阻箱) A V 误差分析与右图相同：即E测 E真， r 测 r真 现有器材：量程为10.0mA、内阻约30-40Ω的电流表一个，定值电阻R1=150Ω，定值电阻R2=100Ω ，单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5V）的电动势。 （1）按要求在实物图上连线。 （2）?用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E= ，式中各直接测得量的意义是： . 例 R1 R2 R1 R2 （1）连图：左图只用R1接入电路；右图用R1和R2串联接入电路。 （2） I1是外电阻为R1时的电流，