高中物理新教材优质课公开课第三节 测量电源的电动势和内阻.pdf

实验器材

在不同的实验原理中需要的实验器材略有不同，分别如下。

思路1：待测干电池一节，电流表、电压表各一个，滑动变阻器一个，开关

一个，导线若干，坐标纸。

思路2：待测干电池一节，电流表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干。

思路3：待测干电池一节，电压表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干。

实验步骤

(1)确定电流表、电压表的量程，按图示连接好电路，并将滑动

变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。

(2)闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电

流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数。

(3)同样的方法，依次记录多组U、I值。

(4)断开开关S，拆除电路。

(5)以U为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流值标在坐标图上，过这些点

作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻。

数据处理

为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法。

1．公式法

利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录在表中：

实验序号123456

I/AI1I2I3I4I5I6

U/VUUUUUU

123456

误差分析

1．偶然误差

主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确。

2．系统误差

主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值

比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。U越大，电流表的读数

与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U-I坐标系中表示出

来，如图所示，可见E测E真，r测r真。

注意事项

1．器材及量程的选取

(1)电池：为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一

段时间的干电池。

(2)电压表的量程：实验用的是一节干电池，因此电压表量程在大于1.5V的前

提下，越小越好，实验室中一般采用量程为0～3V的电压表。

(3)电流表的量程：对于电池来讲允许通过的电流最大为0.5A，故电流表的量

程选0～0.6A的。

(4)滑动变阻器：干电池的内阻较小，为了获得变化明显的路端电压，滑动变

阻器选择阻值较小一点的。

2．电流大小及电表读数

为防止电池电动势E、内阻r发生变化，实验中I不要过大(应小于0.5A)，读取

电表示数要快，每次读完后应立即断电，防止干电池大电流放电时内阻r的明显

变化。

3．作U-I图像时

(1)当路端电压变化不是很明显时，作图像时，纵轴单位可以取得小一些，且

纵轴起点不从零开始，把纵坐标的比例放大。

(2)画U-I图像时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的

两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分

抵消，从而提高精确度。

(2)一位同学记录了6组数据并根据这些数据在图中画出了U-I图像，根据图像

读出电池的电动势E＝________V，求出电池内阻r＝________Ω。

解析：(1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图所示。

答案：(1)见解析图(2)1.450.69

[微点拨]

连接实物电路图的基本方法

(1)先画出实验电路图。

(2)按电路图选择所需的器材，明确电表量程。

(3)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，

按顺序以单线连接方式将主电路要串联的元件依次串联起来，然后再将要并联的

元件并联到电路中。

(4)注意电源的正、负极，电表的正、负接线柱以及滑动变阻器接线柱的合理

选用。

(5)还要注意连线不能交叉，开关要能控制电路