測定電源電動勢和內(nèi)阻及誤差分析2014.12.8.

1、測定電源電動勢和內(nèi)阻一、實驗原理 岡合電路歐姆定律=U+lr 求出E、一電壓表、電流表濃U、I還可以:U=IR 電流表、兩個逛值電阻 l=U/R壓表、二、實驗方案和電路1、用電壓表、電流表測電池的E、rM oII2.用電流表.定值電阻鴻電汕的巳3、用電壓表、定值電阻測電池的E、r（優(yōu)點:內(nèi)阻校大二、實驗方法1、水果電池2、滇出多組作ZV I內(nèi)阻易變化電壓表選擇03V ,滑動變阻器采用限流接法”且阻_、實驗原理-1.實驗原理:由E =Ui+Iirffl E = +中-計算求得E和r 2.注意事項：(1 )儀器的選擇：電流表選擇D6A z為了使電池的路端電壓變化明顯, 電池的內(nèi)阻宜大些,可選用已使

2、用 一段時間的1號干電池。實驗電路圖注意事項:(2) 干電池在大電流放電時，電動勢眩明顯下降 ,內(nèi)阻冷明顯增大，故長時間放電不宜超過03A, 短時間放電不宜超過0. 5A。因此，實驗中不要將71周 得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。(3) 要測出不少于6組Z、厶數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些,用方程組求解時，要將測出的人 黴據(jù)中，第1和第 4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組分別鏈 出&血再平均。在畫曠2S線時，要使較多的點落在i各點均勻分布在直線的兩側(cè)。個別偏離直線太 可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差 抵消，從而提高精確度。二處iimg方法:A(1 )計算法(2 )圖象法1、

3、特點：A點電壓值為電動 勢的值，直線AB的斜率的絕對值為內(nèi)阻值.2、注意：縱坐標的起點值)誤差分析有三種方法：計算法、圖象 法、等效法。三、誤差分析(-)(1)計算法：(相對電源A外接)設(shè)E和r為測量值,E和口為真實值由和 E=U2+I2r解得E=(I2U1-IiU2)/ (ig-ip r= (Uj-U2) / (I 。若考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻，對于圖(1)有:E =U】+ (I+U】/Ry)口E =U2+ (I2+U2/Rv) g解得:E = (12-12) / (I2-Ix) 一rx= (-UP / (Ig-ip 一 (Ui-ip /Rv比較得：E< E r < rk

4、4;UU60誤差分析（二）:（2 ）圖象法：先畫測量線，再畫真實線I真=I +IVI真=I +U/Rv 當U = 0時，I真二I 當U越大時，Iv越大。 從圖可知：E測E真廠測 < 工真誤差分析（三）：等效法町以把電源利電斥表看成 一個整體，這樣測得的就是 這個整體的端電爪和通過這 個整體的電流，計算出的就 是這個整體的電動勢和這個 整體的內(nèi)電阻。根據(jù)戴維寧 定理，這個整體的電動勢相 當于開路時電壓表所分得的 電壓，整體的電阻相當于電 源利電丿七表并聯(lián)的阻值。即:從電源看：如電流表內(nèi)接如不考慮電表影響:倚：厶-厶由于電流表的分壓，電壓表的示數(shù)u 不是電源的路端電壓5,有u<uiit

5、設(shè)電流 表的內(nèi)阻為心，用仇表示電動勢的真實值 ,©表示內(nèi)阻的真實值，則方程應(yīng)修正為：爲=E(q + Ra .) SQ = U2 + Z2(ro + R'J解得：心=乞¥=晉一人疋拋 E /'SI、_e 2可竟電動勢的疵量石等于真實嵐，袖| ° A-A內(nèi)阻的測嵐值人于真實值。從電源看：如電流表內(nèi)接圖像法:測出幾組t/、f值，縱后在弘/坐標系中描點并連線処貿(mào)中1線所 示。直線I與u軸的交點表示電源電動勢的測量值，直察戀4率的絕 對值表示內(nèi)電阻的測量值。由于電流表的分壓作凰,紐 具體的(：，)，電流表測得電流/；就是通過鞫希J趣輾 源的路端電壓比電壓表測

6、得的U：略大，滿足關(guān)系衣隔典耐 人越大，越大；越小，越小，特別的當時，。對每一牛強行修盹 ,每一個點的電流值不變，電壓值適當調(diào)整變大，而且當諾獅 越大，對應(yīng)的調(diào)整量也越大A0 B也就是測量值，即丘=丑|從電源看：如電流表內(nèi)接等效法:把電流衣和電源等效為-新電源，如 圖虛線框所示，這個等效電源的內(nèi)阻 和心的串聯(lián)總電阻，也就是測 量值，即廠二心+氏衛(wèi)>倉出以上分析還可以知道，要減小誤差 的內(nèi)阻需很小，使得<<尸這個要求在實 定干電池的內(nèi)阻時是很難滿足的。誤差分析:E測二E真 t測 > 匸真3、用電圧表、定值電阻測電池的E、電阻箱二、實驗方法'優(yōu)點：一內(nèi)阻較大I缺點：

7、一內(nèi)阻易變化1s水果電池2、測岀多組作圖求解例題一要求測量由2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi) 阻r （約幾歐），提供下列器材：電壓表V】（量程3v、電阻 IkO）,電壓表V?（量程15V,內(nèi)阻2kQ ）,電阻箱 （0999C）,電鍵，導(dǎo)線若干。某同學用量程為15V的電 壓表連接成如圖所示電路，實驗步驟如下：（1）合上電鍵S,將電阻箱R阻值調(diào)到R產(chǎn)10Q,讀得電壓 表的讀數(shù)為U"（2）將電阻箱R阻值調(diào)到R2=20Q , 由U產(chǎn)E-Ui7R,U2二E-U/Ri，解得E、r為了減少實驗誤差，上述實驗在選擇器材和讀得電壓表讀駕為（J?,1應(yīng)做哪些改進？提出：若用一節(jié)干電池，可否測電

8、勢？哪個效果好？例題一解析:因為電源是兩節(jié)干電池,E=3V,選用量程 為15V的電壓表，表盤利用率不大，表的指針 不可能指到量程的1/2,測量時，系統(tǒng)誤差較大. 故應(yīng)選用量程為3V的電壓表進行測量.若用兩個方程求解，所取數(shù)據(jù) 帶來較人的偶然誤差，故應(yīng)用圖線 準確.二、實驗方案和電路1、用電壓表、電流表測電池的E、2、用電流表、定值電阻測電也的E、電阻箱例題二現(xiàn)仃器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30(”40(2的電流 表一個，定值電阻R,=150Q.定值電陽RROOd單刀單擲開 關(guān)S,孑線若于.要求利用這些器材測量一干電池的電動勢 (電動勢約1.5V)<1)按耍求在實物圖上連線.(2)川C知量和肓接測得暈表示待