1、第7讲 实验：测定电源电动势和内电阻 第十章恒 定 电 流1.实验目的(1)测定电源的电动势和内阻；(2)掌握计算电源电动势和内阻的两种方法.2.实验原理(1)利用如图10-7-1甲所示电路，只要改变外电路R的阻值，测出两组I、U的数值，代入方程组：E=I1r+U1E=I2r+U2图10-7-11 21221-U II UEII1221-UUrII就可求出电动势E和内阻r.多测几组I、U数据，求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值.(2)用作图法来处理实验数据，求出E、r的值.在坐标纸上，I为横坐标，U为纵坐标，测出几组U、I值，画出UI图象，根据闭合电路的欧姆定律UE-Ir，可知U是I的
2、一次函数，这个图象应该是一条直线.如图10-7-1乙所示，这条直线和纵轴的交点表示电源电动势，这条直线的斜率的绝对值即为内阻r的值，m.ErI图10-7-13.实验器材干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干.4.实验步骤(1)选择好电流表、电压表量程.按图连接好电路.(2)把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大.(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)，用同样的方法测量几组I、U值.(4)打开电键，整理器材.(5)处理数据，用公式法和图象法求出电动势和内电阻的值.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E和
3、内电阻r，但是从实验室只借到一 个 开 关、一 个 电 阻 箱(最 大 阻 值 为999.9，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6A,内阻rg=0.1)和若干导线.(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图10-7-7中器件的连接方式，画线把它们连接起来.图10-7-7(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录.当电阻箱的阻值R=2.6时，其对应的电流表的示数如图10-7-8所示.处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数;再制作R-坐标图，如图10-7-9所示，图中已标注出了(R,)的几个与测量对应的坐标点，请你将与图10-7-8实验数据对
4、应的坐标点也标注在图10-7-9上.1I1I1I图10-7-8图10-7-9(3)在图10-7-9上把描绘出的坐标点连成图线.(4)根据图10-7-9描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=V,内电阻r=.测电源电动势和内电阻.根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可.实物图的连接 如 答 图 所 示.由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 有：E=I(R+r+rg)，解得：根据R-1/I图
5、线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻.1()gRErrI，(1)如下图所示(2)如下图所示(3)如上图所示（4）1.5(1.461.54);0.3(0.250.35)(1)图10-7-10甲、乙表示电源两极间电压与流过该电源的电流的图线，求对应的电源电动势和内电阻分别为多少?图10-7-10(2)某同学在用伏安法测电源电动势和内阻实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多组端电压和相应电流值.他的实验数据如下表所示，与预想的实验结果不一致，由实验数据来分析，他所连接的电路可能是电路图中的.U/V 0.60 0.70 0.80 0.901.01.1I/A0.18 0.21 0.25 0.27 0.30 0.33B(1)甲图中图线与纵、横交点坐标分别为(0，1.5V)和(0.8A，1.1V)代入U=E-Ir得 1.5=E1-0r11.1=E1-0.8r1解得E1=1.5V,r1=0.5乙图中图线与纵、横坐标的交点分别为(1.0A，0.75V)和(1.2A，0.6V)代人UE-Ir得 0.75=E2-1r20.6=E2-1.2r2解得E2=1.5V,r2=0.75(2)由实验数据可发现，在实验误差范围内电压与电流是正比关系，故电压表和电流表测量的应为一定值电阻两端的电压和通过该电阻的电流，因此，该同学选接的电路可能是B图.