18-19 第2章 10　实验：测定电池的电动势和内阻.pdfVIP

10试验：测定电池的电动势和内阻

[学习目标]1.知道伏安法测量电源电动势和内阻的试验原理，进一步理

解电源路端电压随电流变更的关系.2.学会依据图象合理外推动行数据处理的方

法.3.尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的方法．

[学问探究]

一、试验原理和方法

试验电路如图2­10­1所示，依据闭合电路的欧姆定律，变更R的阻值，测

出两组U、I的值，依据闭合电路欧姆定律可列出两个方程：

图2­10­1

⇒

二、试验器材

待测电池一节，电流表(0～0.6A)、电压表(0～3V)各一块，滑动变阻器一只，

开关一只，导线若干．

三、试验步骤

1．选定电流表、电压表的量程，依据电路图把器材连接好．

2．把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端(图2­10­2中左端)．

图2­10­2

3．闭合开关，调整滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U

和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如下表)．

4．多次变更滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中．

试验序号123456

I/A

U/V

5.断开开关，整理好器材．

四、数据处理

1．公式法

把测量的几组数据分别代入E＝U＋Ir中，然后两个方程为一组，解方程求

出几组E、r的值，最终对E、r分别求平均值作为测量结果．

2．图象法

(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，依据几组I、U的测量数据

在坐标系中描点．

(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，

能大致均衡地分布在直线两侧．

(3)如图2­10­3所示：

图2­10­3

①图线与纵轴交点为E；

②图线与横轴交点为I短＝；

③图线的斜率表示r＝||.

五、误差分析

1．偶然误差

有读数视差和用图象法求E和r时，由于作图不精确而造成的偶然误差．

2．系统误差

(1)采纳如图2­10­4甲所示电路

在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是精确的电源两端电压．试

验中忽视了通过电压表的电流IV，从而形成误差(如图2­10­4乙中带箭头线段所

示)，而且电压表示数越大，IV越大．

甲乙

图2­10­4

从图象角度看：

①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，因此短路电流测量值＝真实值；

②E测E真；

③因为r测＝，所以r测r真．

(2)假如采纳如图2­10­5甲所示接法，则IA为电源电流真实值，理论上有E＝

U＋U＋Ir，其中的U不行知，从而造成误差(如图乙中带箭头线段U)，而且

AAAA

电流表示数越大，U越大，当电流表示数为零时，U＝0，电压表示数值为精确

AA

值，等于E.

甲乙

图2­10­5

从图象角度看：

①E为真实值；