測定電池電動勢和內阻

一、實驗原理

二、實驗基本電路

AV甲Ｕ：路端電壓只要測出幾組（至少兩組）U、I值就可求出E、r閉合電路的歐姆定律：E=U+IrAV乙Ｉ：通過電源的總電流第一頁，共18頁。VA測量儀器：用電流表、電壓表與滑動變阻器U1=E-I1rU2=E-I2r思路：通過兩次以上獲得的數據解方程而求得E和r。第二頁，共18頁。vA三：實驗步驟2、按原理圖連接實物圖1、儀器選擇：安培表：0~0.6A伏特表:0~3V滑動變阻器:選用阻值較小的第三頁，共18頁。3：把變阻器的滑片移到一端使電阻值最大（保護電路）4：閉合電鍵，調節(jié)變阻器，使電流表的讀數有明顯示數，記錄一組電流表和電壓表的示數，用同樣的方法測量并記錄幾組U，I值。5：斷開電鍵，整理好器材123456U/V1.371.321.241.181.101.05I/A0.120.200.310.320.500.57第四頁，共18頁。四,數據處理方法一：公式法改變R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次I、U的值，算出E、r取平均值.

E=U1+I1rE=U2+I2rE=U3+I3rE=U4+I4rE=U5+I5rE=U6+I6rE1r1E2r2E3r3E和r第五頁，共18頁。I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.05方法二：圖象法在坐標紙上以Ｉ軸為橫坐標，Ｕ為縱坐標，用測出幾組的Ｕ，Ｉ值畫出Ｕ－Ｉ圖像最后從圖像求出電動勢為E＝V

內阻為r=Ω

1.460.72第六頁，共18頁。五、重要注意事項（1）本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片應置于阻值最大位置處。（2）使用內阻較大一些的舊電池。使路端電壓變化明顯。在實驗中不要將電流調得太大，每次讀完數后立即斷電，以免干電池在大電流放電時極化嚴重，時E明顯減小，r明顯增大。（3）要測出不小于6組Ｉ、Ｕ數據，且變化范圍要大一些。（4）畫Ｕ—Ｉ圖線時，應使圖線通過僅可能多的點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，個別偏離直線太遠的點可舍去。

第七頁，共18頁。（5）畫U--I圖線時，由于r較小，U變化緩慢，圖像只占據坐標系中一部分空間，故縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據測得的數據從某一恰當的值開始（但橫坐標必須從0開始)但這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢E，圖線的斜率的絕對值仍為內阻r,在直線上取距較遠的點用來計算內阻。（6）因電源內阻較小，為使電壓表變化明顯，應選阻值較小的變阻器。第八頁，共18頁。AV甲不考慮電表影響考慮電表影響r

測<r

E測

<E解得比較得解得E、r為真實值六、系統(tǒng)誤差原因分析電流表外接第九頁，共18頁。不考慮電表影響考慮電表影響r

測=r+RA>

r

E測=E解得比較得解得E、r為真實值AV乙電流表內接第十頁，共18頁。外接法：內接法：由于，故外接法誤差較小。故在外接法中盡量選用內阻大的伏特表。第十一頁，共18頁。系統(tǒng)誤差原因分析（結合圖像解析）r測<r真

故，E測

<E真公式，列方程解第十二頁，共18頁。故，E測=E真r測>r真

第十三頁，共18頁。其他方法一：電阻箱和電流表測定法AAR1R2E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)(一只電流表和一個電阻箱)誤差分析與右圖相同：即E測＝E真，r測>r真

AV七.其他測量方法第十四頁，共18頁。VR2VR1其他方法二：電阻箱和電壓表測定法E=U1+U1r/R1

E=U2+U2r/R2(一只電壓表和一個電阻箱)AV誤差分析與右圖相同：即E測

<E真，r測<r真

第十五頁，共18頁?，F(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內阻約30-40Ω的電流表一個，定值電阻R1=150Ω，定值電阻R2=100Ω，單刀單擲開關K，導線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約1.5V）的電動勢。（1）按要求在實物圖上連線。（2）

用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為E=

，式中各直接測得量的意義是：

.例R1

R2R1

R2第十六頁，共18頁。

（1）連圖：左圖只用R1接入電路；右圖用R1和R2串聯(lián)接入電路。（2）I1是外電阻為R1時的電流，

I2是外電阻為R1和R2串聯(lián)時的電流.測量原理：mAR1mAR2R1E=I1（R1+Rg+r）①E=I2（R1+R2+Rg+r）②聯(lián)立①②解得注意：若只用R2接在電