第 2 节 科学测量：电源的电动势和内阻实验目标：1.能用伏安法测量电源电动势和内阻，会进行实验操作，进一步理解路端电压随电流的变化关系。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阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法。一、实验原理和方法如图所示，通过改变滑动变阻器的阻值，测出至少两组I 、 U数据，代入方程 E＝U＋Ir，可得到方程组E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r解此方程组可求得电动势 E＝，内阻 r＝。二、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，铅笔，坐标纸。三、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。2．闭合开关 S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数。3．同样的方法，依次记录多组 U、I 值。4．断开开关 S，拆除电路。四、数据处理1．计算法利用依次记录的多组数据(一般 6 组)，分别记录如表所示。实验序号123456I/AI1I2I3I4I5I6U 外/VU1U2U3U4U5U6分别将 1、4 组，2、5 组，3、6 组联立方程组解出 E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值。E＝，r＝作为测量结果。2．图像法把测得的多组 U、I 值，在 UI 图中描点画图像，使 UI 图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝E－Ir 可知：(1)纵轴截距等于电源的电动势 E，横轴截距等于外电路短路时的电流 Im＝。(2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻 r＝＝。(3)若电源内阻 r＝0(理想电源)，则 U＝E。五、误差分析1．偶然误差主要来源于电压表和电流表的读数以及作 UI 图像时描点不准确。2．系统误差主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。U 越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在 UI 坐标系中表示出来，如图所示，可见 E 测＜E 真，r 测＜r 真。六、注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，宜选用旧电池和内阻较大的电压表。2．电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势 E 会明显下降 ，内阻 r 会明显增大，故长时间放电，电流不宜超过 0.3 A，短时间放电电流不宜超过 0.5 A。因此实验中不宜将 I 调得过大，读电表的示数要快，...
