1、精選優質文檔-傾情為你奉上測定電源電動勢和內阻1. 實驗原理本實驗的原理是閉合電路歐姆定律1) 具體方法a) 利用實驗圖10-1所示電路，改變滑動變阻器的阻值，從電流表、電壓表中讀出幾組U、I值，由UEIr，可得：，解之得：b) 利用如實驗圖10-1所示的電路，通過改變R的阻值，多測幾組U、I的值(至少測出6組)，并且變化范圍晝大些，然后用描點法在UI圖象中描點作圖，由圖象縱截距找出E，由圖象斜率找出內電阻，如實驗圖10-2所示² 由于電源內阻r很小，故電流表對電源而言要外接，不然的話，內阻測量的誤差太大² 由于偶數誤差的存在，方法(1)的結果可能存在較大的誤差，因此在實驗

2、中采取方法(2)處理數據2. 實驗器材電流表、電壓表、變阻器、開關、導線及被測干電池3. 實驗步驟1) 恰當選擇實驗器材，照圖連好實驗儀器，使開關處于斷開狀態且滑動變阻器的滑動觸頭滑到使接入電阻值最大的一端2) 閉合開關S，接通電路，記下此時電壓表和電流表的示數3) 將滑動變阻器的滑動觸頭由一端向另一端移動至某位置，記下此時電壓表和電流表的示數4) 繼續移動滑動變阻器的滑動觸頭至其他幾個不同位置，記下各位置對應的電壓表和電流表的示數5) 斷開開關S，拆除電路6) 在坐標紙上以U為縱軸，以I為橫軸，作出UI圖象，利用圖象求出E、r4. 數據處理的方法1) 本實驗中，為了減小實驗誤差，一般用圖象法

3、處理實驗數據，即根據各次測出的U、I值，做UI圖象，所得圖線延長線與U軸的交點即為電動勢E，圖線斜率的值即為電源的內阻r，即如實驗圖10-2所示2) 應注意當電池內阻較小時，U的變化較小，圖象中描出的點呈現如實驗圖10-3(甲)所示狀態，下面大面積空間得不到利用，所描得的點及做出的圖線誤差較大 為此，可使縱軸不從零開始，如實驗圖10-3(乙)所示，把縱坐標比例放大，可使結果誤差小些此時，圖線與縱軸的交點仍代表電源的電動勢，但圖線與橫軸的交點不再代表短路狀態，計算內阻要在直線上選取兩個相距較遠的點，由它們的坐標值計算出斜率的絕對值，即為內阻r5. 實驗誤差分析1) 偶然誤差：主要來源于電壓表和電

4、流表的讀數以及作UI圖象時描點不很準確2) 系統誤差a) 電流表相對電源外接如圖，閉合電路的歐姆定律U=E-Ir中的I是通過電源的電流，而圖1電路由于電壓表分流存在系統誤差，導致電流表讀數（測量值）小于電源的實際輸出電流（真實值）。設通過電源電流為，電流表讀數為，電壓表內阻為，電壓表讀數為U，電壓表分流為，由電路結構，U越大，越大，U趨于零時，也趨于零。I) 等效電源內電路為電壓表和電源并聯，等效內阻小于電源內阻，相對誤差為，所以相對誤差很小，滿足實驗誤差允許范圍。II) 電流表的讀數為等效電源的輸出電流，外電路斷開時a、b兩點間電壓即等效電源開路電壓為等效電源的電動勢，即為電源電動勢的測量值

5、。等效電動勢小于電源電動勢，相對誤差為，因為，所以相對誤差很小，也滿足實驗誤差允許范圍。b) 電流表內接實驗電路如圖4，閉合電路的歐姆定律中U是電源兩極間電壓，而圖4電路由于電流表分壓存在系統誤差，導致電壓表讀數（測量值）小于電源兩極間電壓（真實值）。電流表內接實驗電路產生的相對誤差可以根據等效電源的方法進行定量計算，電流表看成內電路的一部分。如圖6虛線框所示，內阻的測量值，即等效電源的內阻為電源內阻和電流表內阻之和，相對誤差為。因為RA與接近甚至大于，所以，相對誤差很大，遠遠超出實驗誤差允許范圍，內阻的測量已沒有意義。綜上所述，利用電流表外接實驗電路，電動勢和內阻的測量值均小于真實值，但誤差

6、小；而電流表內接實驗電路，電動勢的測量值不存在系統誤差，而且內阻的測量值大于真實值會產生很大的誤差。故伏安法測電源電動勢和內阻的實驗電路應采用電流表外接電路。6. 注意事項1) 電流表要與變阻器靠近，即電壓表直接測量電源的路端電壓2) 選用內阻適當大一些的電壓表3) 兩表應選擇合適的量程，使測量時偏轉角大些，以減小讀數時的相對誤差4) 盡量多測幾組U、I數據(一般不少于6組)，且數據變化范圍要大些5) 做UI圖象時，讓盡可能多的點落在直線上，不落在直線上的點均勻分布在直線兩側7. 實驗儀器的選擇本實驗的系統誤差來源于未計電壓表的分流。為減小該誤差，需減小電壓表的分流本實驗中滑動變阻器的選擇原則是：阻值范圍較小而額定電流較大；電壓表的選擇原則是：在滿足量程要求的前提下選取內阻較大的；電流表的選擇需根據電源電動勢和選用的滑動變阻器來確定補：測量方法用一只電壓表和一只電流表測量用一只電流表和一只電阻箱測量用一只電壓表和一只電阻箱測量實驗電路VARErSARErSVRErS需測的量電流I1，電壓U1電