第八章 电路（第七节 测量电源的电动势和内电阻）.doc

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第八章电路

第七节实验：测量电源的电动势和内电阻

一．考点分析
掌握基本测量电路，理解路端电压规律，弄清电源伏安特性曲线的意义，能根据相应图线进行数据处理与分析。

二．基础回顾
测量电源电动势和内电阻的常用方法：
A
R
K
（1）方法一：用一个电流表和一个电阻箱。
主要步骤及原理：如图，合上电键K后，调节电阻箱的阻值，获得一组实验数据R1、I1；改变电阻箱的阻值，再获得一组实验数据R2、I2。根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)，带入两组数据可得方程组：

可解得：

V
R
K
（1）方法二：用一个电压表和一个电阻箱。
主要步骤及原理：如图，合上电键K后，调节电阻箱阻值，获得一组实验数据R1、U1；改变电阻箱的阻值，再获得一组实验数据R2、U2。根据闭合电路欧姆定律，带入两组数据可得方程组：

可解得：

V
R
K
AA
（3）方法三：用一个电压表和一个电流表。
主要步骤及原理：如图，合上电键K后，调节滑动变阻器滑片位置，获得一组实验数据I1、U1；改变电阻箱的阻值，再获得一组实验数据I2、U2。根据闭合电路欧姆定律，带入两组数据可得方程组：

可解得：

U/V
O
I/A
U断
I短
以上处理数据的方法，由于仅使用两组原始数据，实验误差必然较大，为了尽量减小实验的偶然误差，应该尽量使用更多的原始数据，所以，处理数据的方法用图象法。
主要步骤及原理：如图，合上电键K后，多次调节滑动变阻器滑片位置，获得多组组实验数据（I1、U1）、（I2、U2）、（I3、U3）……（In、Un）。
以I为横坐标，以U为纵坐标，建立直角坐标系，通过描点法找出实验数据对应的坐标点。并将坐标点拟合为一条直线。根据闭合电路欧姆定律，U-I的函数关系图象为一条倾斜直线，如图。
直线与纵轴的交点表示，直线与横轴的交点表示。直线的倾斜程度反映的大小。

1.5

1.4

1.3

1.2
1.1

三．例题精讲
例1．在《测定干电池的电动势和电阻》的实验中，测得干电池的路端电压与相应的输出电流的多组数据，描得图象如图所示，则干电池的电动势为____V，内电阻为____Ω测量电路中，电流表为什么要采用内接法？

答案：1.5，0.25。实验中所使用的电池的内阻一般较小，如果采用电流表外接法，则测出的路端电压的误差将较大，测得的电源内阻包含了电流表的内阻，相对误差太大。因此本实验中应该采用电流表的内接法。

例2．在测定干电池的电动势和内电阻的实验中，使用电压表（0-3-15V），电流表（0-0.6-3A）实验要进行的步骤有:A．断开电键。B．按照电路图接好电路。C．改变变阻器滑片的位置．使电流表的示数足够大，记录一组电流表和电压表的示数。D．把变阻器的滑片滑到一端使阻值最小。D．把变阻器的滑片滑到一端使阻值最小。E．改变变阻器的滑片的位置，记录一组电压表和伏特表的示数，用同样方法测量并记录多组I、V值
F．闭合电键。
以上实验步骤中有什么错误和疏漏？
，
。

改正后，按实验的合理顺序排列为。
解．(1)由于被测电路为两节干电池，电动势接近3.0V，依据电表选择原则，故电压表选C。
(2)本实验中电流最大时不大于0.5A，长时间放电时不大于0.3A。根据电表的选择原则电流表选取A。
(3)因为电路中的电流在0.6—0.3A时对应电路中的电阻值为5—10，故选取E。
(4)由E=U+I.r，列方程可解得：

例3．用如图所示电路（Ｒ１、Ｒ２为标准定值电阻）测量电源的电动势Ｅ和内电阻ｒ时，如果偶然误差可忽略不计，则下列说法中正确的是____________．（填字母序号）
Ａ．电动势的测量值等于真实值Ｂ．内电阻的测量值大于真实值Ｃ．测量误差产生的原因是电流表具有内阻Ｄ．测量误差产生的原因是测量次数太少，不能用图象法求Ｅ和ｒ若将上图中的电流表去掉，改用量程适中的电压表来测定电源的电动势Ｅ和内电阻ｒ.（1）需要读取的数据是____________；（2）其计算公式是____________；（3）在如图所示的虚线框内画出实验电路图．
答案：ＡＢＣ、（1）两次电压表的读数Ｕ１和Ｕ２（2）Ｅ＝Ｕ１Ｕ２（Ｒ１－Ｒ２）／（Ｕ２Ｒ１－Ｕ１Ｒ２），
ｒ＝（（Ｕ２－Ｕ１）／（Ｕ１Ｒ２－Ｕ２Ｒ１））Ｒ１Ｒ２（3）电路图略
例4．现有一阻值为R的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：
（1）画出实验电路图．
（2）简要写出完成接线实验步骤。
（3）写出用测得的量，电源内阻的表达式r＝________________。
解：实验电路图见图，实验步骤为；断开开关