第 10 节 实验:测定电池的电动势和内阻一、实验目的(1)知道伏安法测量电源电动势和内阻的实验原理,进一步理解电源路端电压随电流变化的关系
(2)学会根据图像合理外推进行数据处理的方法
(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办法
二、实验原理实验电路如图 2-10-1 所示,根据闭合电路的欧姆定律,改变 R 的阻值,测出两组 U、I 的值,根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程:E=U1+I1r 和 E=U2+I2r,联立可解出 E、r 的值
图 2-10-1三、实验器材待测电池一节,电流表(0~0
6 A)、电压表(0~3 V)各一块,滑动变阻器一只,开关一只,导线若干
四、实验步骤(1)选定电流表、电压表的量程,按照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 2-10-2 中左端)
(3)闭合电键,调节滑动变阻器,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)多次改变滑片的位置,读出对应的多组数据,并一一填入表中
图 2-10-2实验序号123456I/AU/V(5)断开电键,整理好器材
五、数据处理依据以上实验步骤测得数据,可以用以下两种方法得到结果
(1)平均值法:利用在实验中测得 6 组 U、I 值,分别组成三组方程组,联立解得三个电动势和三个内电阻,分别算出它们的平均值,即 E=,r=
(2)图像法:以路端电压 U 为纵轴、干路电流 I 为横轴建立 U-I 坐标系,在坐标平面内描出各组(U,I)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线的斜率大小即为电池的内阻 r,即 r=||
1六、注意事项在实验时应注意以下五点:(1)电池应选使用过一段时间的