5、学生实验：测量电源的电动势和内阻本课栏目开关基础再现·深度思考实验目的实验原理实验步骤实验器材数据处理注意事项基础再现·深度思考误差分析本课栏目开关基础再现·深度思考实验改进【实验目的】1．用电流表和电压表测量电源的电动势和内阻．2．进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解．3．进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考思考：如何测出电源的电动势和内阻？【实验原理】1．实验依据：闭合电路的欧姆定律2．实验电路：如图1所示3．E和r的求解：由U＝E－Ir得U1＝E－I1rU2＝E－I2r，解得E＝I1U2－I2U1I1－I2r＝U2－U1I1－I2图1基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考4．U-I图像法，如图2所示．(1)图线与纵轴交点为E.(2)图线与横轴交点为I短＝Er.(3)图线的斜率表示r＝ΔUΔI.图2【实验器材】电池：选择内阻较大的旧电池电压表、选择0-3V电流表、选择0-0.6A滑动变阻器、一般选择较小的开关、导线、坐标纸．基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考【实验步骤】1．连接电路电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图1连接好电路．基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考图12．测量与记录(1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端．(2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)．用同样方法测量多组I、U值．填入表格中.第1组第2组第3组第4组第5组第6组I/AU/V(3)断开开关，拆除电路整理好器材．【数据处理】本实验中数据的处理方法：一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法．【方法一】取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考【方法二】在坐标纸上以路端电压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，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值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r.即r＝【数据处理】ΔUΔI【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(选用已使用过一段时间的干电池)．2．要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值．3．画U－I图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去．这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度．4．由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)．但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源的电动势，图线斜率的绝对值仍为内电阻．基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考测量电源的电动势和内阻的其他几种方法1．用一个电流表和电阻箱测量，电路如图5所示，测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大．2．用一个电压表和电阻箱测量，电路如图6所示，测量原理为：E＝U1＋U1R1r，E＝U2＋U2R2r.由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．【实验改进】图6图5基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考3．用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源的电动势，此时U＝ERVRV＋r≈E，需满足RV≫r.4．用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图7所示．测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，E＝U1＋U2＋U1RVr,RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1′,此时E＝U1′＋U1′RVr，解方程组可求得E.图7基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考【例1】(2010·广东理综·34(...
