第 3 节 测量电源的电动势和内电阻一、实验目的1．用伏安法测电源的电动势和内电阻
2．学会用“代数法”和“图像法”分析处理实验数据
二、实验原理原理图如图 431 所示
图 431改变滑动变阻器的阻值，测出两组 I、U 的数据，代入方程 E＝U＋Ir，可得到方程组解此方程组可求得：电动势 E＝，内阻 r＝
三、实验器材待测电池一节、滑动变阻器、电流表(0～0
6 A)、电压表(0～3 V)、开关、导线、坐标纸、直尺
四、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按图 432 所示把器材连接好
图 4322．把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端
3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组 I 和 U 的值，并填入预先设计的表格中
4．断开开关，整理好器材
五、数据处理1．代数法运用方程组求解 E 和 r
利用所测 U、I 值多求几组 E 和 r 的值，最后算出它们的平均值
图 4332．图像法以纵轴表示路端电压，横轴表示总电流，建立直角坐标系，将所测多组相应的 U、I 值进行描点，然后用平滑的曲线将各点连接起来
由 U＝E－Ir 知，UI 图像是一条斜向下的直线，如图 433 所示
(1)直线与纵轴的交点表示电动势 E
(2)直线与横轴的交点表示短路电流 I0
(3)直线斜率的绝对值等于电源的内阻 r＝|k|＝
六、误差分析1．偶然误差(1)电压表和电流表的读数误差
(2)由于导线与电池接触不好造成电池内阻不稳定产生误差
(3)作 UI 图线时描点、连线不准确产生误差
图 4342．系统误差公式 U＝E－Ir 中 I 是通过电源的电流，而本实验电路是存在系统误差的，这是由于电压表分流 IV，使电流表示值 I 测小于电池的输出电流 I 真
因为 I 真＝I 测＋IV，而 IV＝，U 越大，IV越大，U 趋于零时，I
