幻灯片 1 一、实验目的 (1)掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法。 (2)学会用图象法求电源的电动势和内阻。 二、实验原理 1.实验依据 闭合电路欧姆定律。 ---- 幻灯片 22.实验电路 如图实-9-1所示 图实-9-1 ---- 幻灯片 34.作图法数据处理 如图实-9-2所示。 (1)图线与纵轴交点为E。 图实-9-2 三、实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺、铅笔等。 ---- 幻灯片 4 四、实验步骤 (1)电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按图连接好电路。 (2)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。 (3)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)。用同样方法测量出多组I、U值。填入表格中。 (4)断开开关,拆除电路,整理好器材。 ---- 幻灯片 5 五、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。 I/A U/V 第6组 第5组 第4组 第3组 第2组 第1组 ---- 幻灯片 6 方法一:联立六组对应的U、I数据,数据满足关系式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。 ---- 幻灯片 7 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(选用已使用过一段时间的干电池)。 (2)在实验时,电流不能过大,通电时间不能太长,以免对E与r产生较大影响。 (3)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。 (4)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。 ---- 幻灯片 8 (5)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电动势,图线斜率的绝对值仍为内阻。 七、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。 ---- 幻灯片 9 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-9-3甲所示,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。 图 实-9-3 ---- 幻灯片 10 结论: ①当电压表示数为零时,IV=0,IA=I短,短路电流测量值=真实值。 ②E测
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