高中物理测定电源的电动势和内阻(高中物理实验测定电源电动势和内阻)

掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法与原理;学习掌握用U-I图像处理数据的方法。

一、实验目的

1. 测定电池的电动势和内电阻。

二、实验原理

如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象所得直线跟纵轴的交点即为电动势E值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。

三、实验器材

待测电池，电压表( 0-3V )，电流表(0-0.6A)，滑动变阻器(10Ω)，电键，导线。

四、实验步骤

1.电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。

2. 把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。

3.闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I1、U1)，用同样方法测量几组I、U的值。

4. 打开电键，整理好器材。

5.处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。

五、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，可选用已使用过一段时间的1号干电池。

2.干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。

3.要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。

4.画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。

5.干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画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。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。

测定电源的电动势和内阻考点分析：

测定电源电动势和内阻的方法很多，涉及的方方面面也很多，考查点灵活，一直是高考中最热点的内容之一，考查方面有：⑴电路的选择。本实验有不同的方法测定E、r，故可以设计不同的实验电路，其误差来源也不尽相同;⑵仪器的选择。不同的实验条件导致实验器材要进行选择使用，以尽量减小实验误差;⑶线路的连接;⑷数据的处理。既可以做出U-I图像，还可以做出I-U图像，还可以作出R-(1/I)图像等。

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