一、實驗目的1掌握用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法；進一步理解閉合電路歐姆定律2掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻的方法二、實驗原理1實 驗 依 據(jù) ：閉合電路歐姆定律2實 驗 電 路 ：如圖所示(三 )測 定 電 源 的 電 動 勢 和 內(nèi) 阻 三、實驗器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙、鉛筆四、實驗步驟1電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按如圖所示連接好電路2把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端3閉合開關，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I 1、U1)用同樣方法測量幾組I、U值填入表格中4斷開開關，拆除電路，整理好器材 五、數(shù)據(jù)處理本實驗中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點畫圖法.方 法 一 取 六 組 對 應 的 U、 I數(shù) 據(jù) ， 數(shù) 據(jù) 滿 足 的 關 系 式 U 1 E I1r、U2 E I2r、 U3 E I3r讓 第 1式 和 第 4式 聯(lián) 立 方 程 ， 第 2式 和第 5式 聯(lián) 立 方 程 ， 第 3式 和 第 6式 聯(lián) 立 方 程 ， 這 樣 解 得 三 組 E、 r，取 其 平 均 值 作 為 電 池 的 電 動 勢 E和 內(nèi) 阻 r的 大 小 六、誤差分析1由讀數(shù)誤差和電表線性不良引起誤差2用圖象法求E和r時，由于作圖不準確造成的誤差 3本實驗采用的如圖所示的測量電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表的分流IV引起的，使電流表的示數(shù)I測小于電池的輸出電流I真因為I真I測IV，而IVU/RV，U越大，IV越大，U趨近于零時IV也趨近于零所以此種情況下圖線與橫軸的交點為真實的短路電流，而圖線與縱軸的交點為電動勢的測量值，比真實值偏小修正后的圖線如圖所示，顯然，E、r的測量值都比真實值偏小，r測r真、E測r真 七、注意事項1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應選的大些(選用已使用過一段時間的干電池)2在實驗中不要將I調(diào)得過大，每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象嚴重，使得E和r明顯變化3測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，類似于逐差法，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4組為一組，第2和第5組為一組，第3和第6組為一組，分別解出E、r值再求平均4在畫UI圖線時，要使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點應對稱分布在直線兩側(cè)，不要顧及個別離開直線較遠 的點，以減小偶然誤差 八、實驗改進由于在測量電路中，電壓表的分流作用和電流表的分壓作用，因此給實驗帶來了系統(tǒng)誤差，以下為兩種有針對性的改進措施1可以引入輔助電源，利用輔助回路和測量回路的電流相等，則靈敏電流計G中無電流這一特點，如圖在測量電路中沒有電流表的情況下，仍能測得其回路中的電流， 從而消除由于電流表的內(nèi)阻帶來的誤差 2在實驗中由于V的分流，從而使A的示數(shù)小于流過電源的電流，而給測量帶來誤差可以將V的內(nèi)阻測出，進而求出V的分流IV，那么通過電源的電流就為IEIAIV，就可以消除由于電壓表的分流而帶來的誤差 實驗器材和實驗誤差 (2009年高考安徽卷)用如圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用除電池、電鍵和導線外，可供使用的實驗器材還有：(a)電流表(量程0.6 A,3 A)(b)電壓表(量程3 V,15 V)(c)定值電阻(阻值1 、額定功率5 W) (d)定值電阻(阻值10 ，額定功率10 W)(e)滑動變阻器(阻值范圍010 、額定電流2 A)(f)滑動變阻器(阻值范圍0100 、額定電流1 A)：那么：(1)要正確完成實驗，電壓表的量程應選擇_V，電流表的量程應選擇_ A，R0應選擇_ 的定值電阻，R應選擇阻值范圍是_ 的滑動變阻器(2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是_ 規(guī) 范 解 答 (1)由于電源是一節(jié)干電池(1.5 V)，應選擇量程為3 V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般在幾歐左右，加上保護電阻，最大電流在0.5 A左右，所以選量程為0.6 A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成大的誤差；所以定值電阻選1 的；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取010 能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0100 會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象(2)系統(tǒng)誤差一般由測量工具和使用的測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成 測真，r測r真答 案 (1)30.61010(2)電壓表的分流 實驗數(shù)據(jù)的處理 (2009年高考北京卷)某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱(最大阻值為999.9 ，可當標準電阻用)、一只電流表(量程Ig0.6 A，內(nèi)阻rg0.1 )和若干導線(1)請根據(jù)測定電動勢E和內(nèi)電阻r的要求，設計圖甲中器件的連接方式，畫線把它們連接起來 (3)在圖丙上把描繪出的坐標點連成圖線(4)根據(jù)圖丙描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E_ V，內(nèi)電阻r_ .規(guī) 范 解 答 (1)本實驗是采用電流表和電阻箱組合測定電池電動勢和內(nèi)阻，只需將它們串聯(lián)起來即可，實物連接如圖 (2)如圖 答 案 (1)(2)(3)見 規(guī) 范 解 答 (4)1.5(1.46 1.54) 0.3(0.25 0.35) 現(xiàn)要按圖甲所示的電路測量一節(jié)舊干電池的電動勢E(約1.5 V)和內(nèi)阻r(約20 )，可供選擇的器材如下：電流表A1、A2(量程0500 A，內(nèi)阻約為500 )，滑動變阻器R(阻值0100 ，額定電流1.0 A)，定值電阻R1(阻值約為100 )，電阻箱R2(阻值0999.9 )，開關、導線若干由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實驗要求，為此，先將電流表改裝(擴大量程)，然后再按圖甲所示電路進行測量 (1)測量電流表A2的內(nèi)阻按圖乙電路測量A2的內(nèi)阻，以下給出了實驗中必要的操作A斷開S1B閉合S1、S2C按圖乙連接電路，將滑動變阻器R的滑片調(diào)至最左端，R2調(diào)至最大D調(diào)節(jié)R2，使A1的示數(shù)為I1，記錄R2的值E斷開S2，閉合S3F調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使A 1、A2的指針偏轉(zhuǎn)適中，記錄A1的示數(shù)I1請按合理順序排列實驗步驟(填序號)：_.(2)將電流表A2(較小量程)改裝成電流表A(較大量程)如果(1)中測出A2的內(nèi)阻為468.0 .現(xiàn)用R2將A2改裝成量程為20 mA的電流表A，應把R2調(diào)為_ 與A2并聯(lián)，改裝后電流表A的內(nèi)阻RA為_ . (3)利用電流表A、電阻箱R3測電池的電動勢和內(nèi)阻用電流表A、電阻箱R3及開關S按圖甲所示電路測電池的電動勢和內(nèi)阻實驗時，改變R3的值，記錄下電流表A的示數(shù)I，得到若干組R3、I的數(shù)據(jù)，然后通過作出有關物理量的線性圖象，求得電池電動勢E和內(nèi)阻r.請寫出與你所作線性圖象對應的函數(shù)關系式_.請在虛線框內(nèi)坐標中作出定性圖象(要求標明兩個坐標軸所代表的物理量，用符號表示)圖中_表示E.圖中_表示r. 直線的斜率縱軸截距的絕對值與RA的差