高考物理必考实验精细精讲：实验九　测定电源的电动势和内阻

实验九　测定电源的电动势和内阻 目录 课前预习·基础落实 课堂互动·考点突破 课前预习·基础落实 【实验目的】 1．掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法。 2．学会用图象法求电动势和内阻。 【实验原理】 1．实验依据：闭合电路欧姆定律。 2．实验电路(如图实Ⅸ－1所示) 3．E和r的求解：由U＝E－Ir得，解得E、r。 4．用作图法处理数据，如图实Ⅸ－2所示。 (1)图线与纵轴交点为E； (2)图线与横轴交点为I短＝； (3)图线的斜率表示r＝||。 【实验器材】 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 【实验步骤】 1．电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按实验电路图连接好实物电路。 2．把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端。 3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数。记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I、U值，并填入表格中。 4.断开开关，拆除电路，整理好器材。 【数据处理】 方法一：列方程组求解电动势和内阻的大小 根据以上三组方程分别求出E、r，再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。 方法二：用图象法处理数据 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(I，U)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＝||。 【误差分析】 1．偶然误差 (1)由读数不准和电表线性不良引起误差。 (2)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差。 (3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。 2．系统误差 由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。 (1)如图实Ⅸ－1所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压。而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大．当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值。如图实Ⅸ－3所示，可知E测＜E真，r测＜r真。 (2)若采用如图实Ⅸ－4甲所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA不可知而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大。当电流为零时，