电源电动势和内阻的测定
测量电源的电动势和内阻
4.2测量电源的电动势和内阻课标要求1．掌握利用电压表和电流表测量电池电动势和内电阻的方法； 2．学会利用图线处理数据的方法。
3．使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。
课前复习1．测量电源的电动势和内阻的原理（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。
如图（1）所示：测出两组U 、I 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：Ir U E +=（2）用电流表、电阻箱测量。
如图（2）所示： 测出两组I 、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：r)I(R E +=（3）用电压表、电阻箱测量。
如图（3）所示： 测出两组U 、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：r RUU E += 自主探究一、测量电路设计下面我们以图（1）所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。
思考与讨论：怎样设计需要的器材及实验过程？ 提示：1．测量电源的电动势和内阻的实验器材： 电池（待测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线，坐标纸。
2．测量电源的电动势和内阻的实验步骤：（1）确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。
（2）把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。
图（2）图（3）图 （1）图 （1）（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组I 、U 值。
（4）断开电键，整理好器材。
二、数据处理方法思考与讨论1：怎样处理实验数据？提示：1、代数法，运用方程组E=U 1+I 1r, E=U 2+I 2r,求解E 和r.为了减小实验误差，应该多找几组数据求平均值。
2、图像法：在坐标纸上建立坐标系，纵轴为U ，横轴为I ，一条倾斜直线，斜率即为内阻的大小，图像与U 轴交点即为电源电动势。
思考与讨论2：怎样分析实验过程中的误差？ 提示：1、安培表外接外接法电路如图——1所示，由于电流表得分压，电压表测得的电压并不是真正的路端电压，这种接法测量值和真实值之间的关系如何呢？设滑动变阻器的滑片在某一位置时电路中的电流表的示数为I 1,电压表的示数为U 1,改变滑片的位置，电流表中的示数为I 2 ,电压表的示数为U 2由闭合电路的欧姆定律得：如果不考虑电表的影响则有 E=U 1+I 1 r ① E=U 2+I 2 r ② 解得：2112I I U U E --=测 212112I I I U I U r --=测如果考虑电表的影响，设电流表的内阻为R A 则有 A R I r I U E 111++= ③ A R I r I U E 222++= ④ 解得：A R I I U U r ---=2112真212112I I I U I U r --=真电流表外接时，由于测量的电流是干路中的电流，测量的电压比路端电压小，所以，同一个电流I 下，电压的测量值总是在电压的真实值的下方，反映在图像上如图——2所示。
关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析
关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析电源电动势和内阻是电源的两个重要参数，测量它们的准确性对于电源的性能评估和电路设计非常重要。
本文将介绍几种测量电源电动势和内阻的常用方法，并对其可能存在的误差进行分析。
一、电源电动势的测量方法1.直接测量法：直接连接一个高阻抗的电压表或电势计来测量电源的电动势。
这种方法简单直接，但在实际应用中存在一些误差。
首先，电源内部可能存在一些电流泄漏，这会导致测量值偏小。
其次，电表的内阻会影响电路的等效电路，如果电表内阻比电源的内阻大，则会导致电源电动势的测量值偏大。
另外，直接测量法还需要保证测量电阻的阻值尽可能大，以减小测量误差。
2.伏安法测量法：通过测量电源的开路电压和短路电流，并利用欧姆定律计算电源电动势。
这种方法的测量结果与直接测量法相比更准确，因为电源的内阻可以通过计算得到。
但仍然存在一些误差，比如电源在实际使用时可能存在的内阻变化，以及测量过程中可能引入的接触电阻。
3.电桥法：电桥法是一种精确测量电源电动势的方法。
它通过将电源与标准电阻组成一个电桥电路，调节电桥平衡使得电桥两侧电压为零，从而计算电源电动势。
电桥法的精度高，而且可以消除电表内阻对测量结果的影响。
但在实际应用中，电桥法要求使用高精度的标准电阻和电压表，且操作较为繁琐。
二、电源内阻的测量方法1.空载法：空载法是一种简单直接的测量电源内阻的方法。
它通过直接测量电源在空载状态下的开路电压和负载接入后的电压降，然后根据欧姆定律计算内阻。
但空载法只适用于内阻较小的电源，且测量结果容易受到电缆电阻和接触电阻的影响。
2.负载法：负载法是一种通过改变电源负载的方式测量内阻的方法。
它通过在电源输出端接入不同负载，并测量不同负载下的电压和电流，然后应用欧姆定律计算内阻。
负载法的准确性更高，能够排除空载法中存在的接触电阻和线路电阻的误差。
但负载法在实际应用中需要注意负载的选择，避免电源过载或短路。
三、误差分析在电源电动势和内阻的测量中，存在一些常见的误差源1.电表误差：电表本身的精度和内阻会对测量结果产生影响。
(课用)测量电源的电动势和内阻的几种方法
- I2 R2 - I1
U
真实值
考虑RA的实际影响，则有 E真=I1(R1+r+RA) E真=I2(R2+r+RA)
测量值
E真
=
I1 I2 (R1 - R2 I2 - I1
)
，
r真 =
I1 R1 - I2 R2 I2 - I1
- RA
I
方法三：U—R法
1
R1
考虑RV的实际影响，则有
S2
2
R2
E真
U1
U A = IRA
R1 V U1
A I1
Er S
“真实值”
UA1 = I1RA
｛E = U1 +UA1 + I1r ， E = U2 + UA2 + I2r ，
联立两式解得：
E=
I 1U 2 I1
-
I 2U 1 I2
r
=
U2 I1
- U1 - I2
-
RA
R2
VU1
U2
I2 A
Er S
“测量值”
注意：U1、U2都是路端电压，I1、I2都是干路电流（电路的总电流）。
实验中采用电压表和电流表测量电压和电流。
A R
V
R V
A
Er S
Er S
所以测量电源的电动势和内阻时电流表有两种接法：
外接法和内接法。不能用 Rx RV 或 Rx RV
RA Rx
RA Rx
来判断电流表的外接和内接。
若采用电流表外接法:
例：如图所示，用一个电流表和两个定值电阻测定电源电动
势和内电阻。试推导E、r表达式，并分析测量值与真实值关系。
(完整)测定电池电动势和内阻的七种方法
测定电池电动势和内阻的七种方法一．利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻(伏安法）①实验原理：由闭合电路欧姆定律Ir U E += ，设计如图1所示的电路，改变滑动变阻器R 的阻值，测几组不同的I 、U 值，获得实验数据。
②数据处理:联立方程组用公式法（逐差法)求出电池电动势和内阻.也可以画出I U -关系图象，图线纵截距为电源的电动势E 、斜率的绝对值为电源的内阻r ，图线横截距为短路电流E I r =短。
二．利用电压表和电阻箱测定电池电动势和内阻（伏阻法） 实验原理：由闭合电路欧姆定律r R U U Ir U E +=+=，设计如图9所示电路，改变电阻箱R 的阻值，测得几组不同的R 、U 值，获得实验数据。
数据处理：可以联立方程组,利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
也可以画出11U R -图象，如图10所示，据r R U U E +=变形得：111r U E R E=+。
由图象可得：图线纵截距的倒数为电源的电动势,图线横截距倒数的绝对值为电源的内阻，图象的斜率r k E =，即r kE =。
三．利用电流表和电阻箱测定电池电动势和内阻（安阻法)实验原理：由闭合电路欧姆定律)(r R I Ir IR Ir U E +=+=+=，设计如图13所示电路，改变电阻箱R 的阻值,测得几组不同的R 、I 值，获得实验数据。
数据处理：可以联立方程组，利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
也可以画出1R I -图象，如图14所示,据)(r R I E +=变形得:r E IR -=1.由图象可得：图线斜率为电源的电动势E ，纵截距的绝对为电源的内阻r （不计电流表内阻），图线横截距为r E。
还可以画出1R I -图象，如图15所示，由E =I （R+r ）变形得：11r R I E E=+。
由图象可得：图线斜率为电源的电动势E 的倒数,纵截距为b =r E ， 则r =bE ，横截距的绝对值为电源的内阻。
测定电源电动势和内阻(共20张PPT)
(1)图甲中将定值电阻R1和电流表G 串联，相当于把电流表G改装成了
一个量程为__________V的电压表。
(2)闭合开关，多次调节电阻箱，并
记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I。
图8
(3)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1/I和1/R的关系式为
_______________。(用题中字母表示)
U/V
11.8 10.6
I/A
0.51 0.44
(4)请判断，从第1次实验到第2次实验，滑动变阻器滑动触头向 ________(填“右”或“左”)滑。
解析 (1)多用电表测电压，电流应从红表笔流进，故红表笔应接电池板的正极。 (2)从表中数据来看，量程应选择 0～15 V，开关要控制整个电路，故应选线②。 (3)由路端电压与电流的关系可知，表 1 数据符合实际。 (4)滑动变阻器连入电路中的电阻越小，电压表的示数越小，电路中电流越大， 故从第一次实验到第二次实验，滑动变阻器的滑动触头向左移动。 答案 (1)正 (2)② (3)表 1 (4)左
U/V
1.5
*
1.0
*
*
0.5
*
*
短路电 流I短
0
*
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A
甲
U/V
1.5
非短路电流
1.4
1.3
纵 坐 标 1.2
可 以 不 1.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A
从0开始
乙
二、用电流表、电阻箱测电源的电动势和内阻
实验原理 实验电路
数据处理 (1)图象法
误差来源
E＝IR＋Ir
1I ＝E1 ·R＋Er
(2)计算法 E＝I1R1＋I1r E＝I2R2＋I2r
高中物理：测定电池的电动势和内阻
高中物理：测定电池的电动势和内阻1. 伏安法闭合电键, 调节滑动变阻器, 使灵敏电流计有明显示数。
实际实验中读数变化不明显, 电压表示数接近零。
缺点：(1) 需同时读两个表的值。
(2) 电表示数变化不明显, 很难读数。
2. 伏阻法闭合电键, 调节变阻箱, 电压表有示数, 但无明显变化。
由可知，如果能得到U、R的两组数据，同样能通过解方程组求出E和r。
这样来测定电源的电动势和内阻。
3. 安阻法闭合电键, 调节变阻箱, 灵敏电流计有示数, 且有明显变化。
由E＝IR＋Ir可知，如果能得到I、R的两组数据，也可以得到关于E和r的两个方程，于是能够从中解出E和r。
这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。
实验器材：待测电池，电压表，电流表，滑动变阻器，电键，导线。
数据处理1. 公式法改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组、r值，最后分别算出它们的平均值。
比如测出两组数据，就列出两个方程，可以计算E和r。
2. 作图法用作图法来处理数据。
即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象，所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。
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，可选用已使用过一段时间的1号干电池。
2．干电池在大电流放电时，电动势会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。
因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。
3．要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出、r值再平均。
4．在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。
个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。
这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。
实验三测电源电动势和内阻
实验三：测电源电动势和内阻一、测电源电动势和内阻的方法：1.伏安法：用电流表和电压表测电动势和内阻：滑动变阻器不能选太大的，一般用几十欧的，电压表测的是路端电压。
【考察的最多】2.安阻法（电流表与电阻箱）测电动势和内阻：根据闭合电路欧姆定律写出关于R和1/I的关系，计算出斜率和截距再计算电动势和内阻3.伏阻法（电压表与电阻箱）测电动势和内阻：根据闭合电路欧姆定律写出关于1/R和1/U的关系，计算出斜率和截距再计算电动势和内阻二、常见的考法1. 数据处理：根据数据描点、连线、画图、求截距和斜率，再计算电动势和内阻【考的很多】2. 仪器的选择：电流表一般选0.6A，电压表一般选3V。
滑动变阻器一般选几十欧。
3. 干路中有保护电阻时，用等效电源法将保护电阻处理掉，再用闭合电路欧姆定律计算表达式。
4. 误差分析（考虑电压表内阻和电流表内阻）【典型例题剖析】考点1：伏安法测E,r的实验原理和数据处理★★[例1]在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中．(1)备有如下器材A．干电池1节B．滑动变阻器(0～20 Ω)C．滑动变阻器(0～1 kΩ)D．电压表(0～3 V)E．电流表(0～0.6 A)F．电流表(0～3 A)G．开关、导线若干其中滑动变阻器应选__________，电流表应选__________．(只填器材前的序号)滑动变阻器应选阻值比较小的，电源内阻较小，否则调节起来电压变化的范围小。
(2)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．电压表测；路端电压(3)某同学根据实验数据画出的U－I图像如图所示，由图像可得电池的电动势为____________V，内电阻为____________Ω.分析：滑动变阻器应该选用阻值比电源内阻大几倍的电阻，这样调节滑动变阻器可以得到多组数据。
如果滑动变阻器阻值比较大，比电源内阻大得多，则不论怎么调节滑动变阻器，路端电压（滑动变阻器上分的电压几乎不变），因此，电压的变化范围太小，做出的图象仅局限在很小的范围内。
电源电动势和内阻的测量方法
电源电动势和内阻的测量方法江西省都昌县第一中学 李一新关于电源的电动势和内阻的测量的方法有很多， 现将中学阶段的一些常用测量方法及一些特殊方法归类分析如下，供大家参考。
一、常用测量方法1.利用电流表和电压表来测量电路图：有两种连接方式，如图 1所示电流表内接法和如图 2所示的电流表外接法。
原理：闭合电路欧姆定律 -，改变外电阻 R 就能测得U 、I 的数据，利用两 组数据代入公式可求得 E 、r 的数值，但误差较大，通常利用多组数据作出 U — I 图象来求解。
E 测v E 真，r 测v r 真；利用如图2所示的电路测量时，E 测=己真，r 测＞ r 真。
a .电流表（量程 0. 6A. 3A ）;b .电压表（量程 3 V 、15V ）c. 定值电阻（阻值 1、额定功率5W ）d. 定值电阻（阻值 10二，额定功率10W误差：利用如图1所示的电路测量时, 例1 （ 2009年安徽卷）用如图3所示的电路, 测定一节干电池的电动势和内阻。
电池的 内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还电路中用一个定值电阻 F 0起保护作用。
图）e.滑动变阻器（阻值范围0〜10二、额定电流2A）f.滑动变阻器（阻值范围0〜100二、额定电流1A）那么（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择V ,电流表的量程应选择A ;R0应选择_______ 二的定值电阻，R应选择阻值范围是_____________ 二的滑动变阻器。
（2）引起该实验系统误差的主要原因是________________________________ 。
解析：（1）由于电源是一节干电池（1. 5V）,所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几二左右，加上保护电阻，最大电流在0. 5A左右，所以选量程为0. 6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0〜10匚能很好地控制电路中的电流和电压，若取0〜100二会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。
关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析
关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析一、伏安法选用一只电压表和一只电流表和滑动变阻器，测出两组U 、I 的值，就能算出电动势和内阻。
1 电流表外接法 1.1 原理如图1-1-1所示电路图，对电路的接法可以这样理解：因为要测电源的内阻，所以对电源来说用的是电流表外接法。
处理数据可用计算法和图像法：（1）计算法：根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=，有：测测r I U E 11+= 测测r I U E 22+=可得：122112I I U I U I E --=测 1221I I U U r --=测（2）图像法：用描点作图法作U-I 图像，如图1-1-2所示：图线与纵轴交点坐标为电动势E ，图线与横轴交点坐标为短路电流rEI =短，图线的斜率的大小表示电源内阻IUr ∆∆=。
1.2 系统误差分析由于电压表的分流作用，电流表的示数I 不是流过电源的电流0I ，由电路图可知I <0I 。
【1】计算法：设电压表的内阻为V R ，用真E 表示电动势的真实值，真r 表示内阻的真实值，则方程应修正为：真真r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=，则有：r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=11真 r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=22真 解得：测真E R U U I I I U I U E V >----=21121221 ， 测真r R U U I I U U r V>----=211221可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。
图1-1-2I 短图1-1-1【2】图像修正法：如图1-1-3所示，直线①是根据U 、I 的测量值所作出的U -I 图线，由于I <I 0，而且U 越大，I 和I 0之间的误差就越大，即VV R UI =随着电压的减小而减小，而电压表的示数U 就是电源 的路端电压的真实值U 0，除了读数会有误差外，可以 认为U ＝U 0，经过修正后，直线②就是电源真实值的 U -I 图线，由图线可以很直观的看出： 真测E E <，真测r r <。
测电源电动势和内阻的六种方法
测电源电动势和内阻的六种方法--------供同学们自行阅读练习实验是物理学习中的重要手段，虽然高考是以笔试的形式出现的，但却力图通过考查设计性的实验来鉴别考生独立解决新问题的能力。
因此，在平时的学习中要充分挖掘出物理教材中实验的探索性因素，不断拓宽探索性实验设置的新路子，努力将已掌握的知识和规律创造性的运用到新的实验情景中去。
现结合习题简略介绍几种测量电源电动势和内阻的方法。
一、用一只电压表和一只电流表测量例1 测量电源的电动势E 及内阻r （E 约为V 5.4，r 约为Ω5.1）。
器材：量程为V 3的理想电压表V ，量程为A 5.0的电流表A （具有一定内阻），固定电阻Ω=4R ，滑动变阻器'R ，开关k ，导线若干。
（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。
（2）实验中，当电流表读数为1I 时，电压表读数为1U ；当电流表读数为2I 时，电压表读数为2U ，则可以求出E ＝___________，r ＝___________。
（用1I 、2I 、1U 、2U 及R 表示）解析：由闭合电路欧姆定律Ir U E +=可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，由r I U E 11+=，r I U E 22+=可得：121221I I I U I U E --= （1） 1221I I U U r --= （2） 我们可以用电压表测电压，电流表测电流，但需注意的是题给电压表的量程只有V 3，而路端电压的最小值约为V V Ir E U 75.3)5.15.05.4(=⨯-=-=，显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。
依题给器材，可以利用固定电阻R 分压（即可以把它和电源本身的内阻r 共同作为电源的等效内阻“r R +”），这样此电源的“路端电压”的最小值约为V V V r R I E U 375.1)5.55.05.4()(<=⨯-=+-=，就可直接用电压表测“路端电压”了，设计实验电路原理图如图1所示。
实验：测定电池的电动势和内阻
实验：测定电池的电动势和内阻一、实验原理和方法图11.伏安法：由E ＝U ＋Ir 知，只要测出U 、I 的两组数据，就可以列出两个关于E 、r 的方程，从而解出E 、r ，用到的器材有电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表，电路图如图1所示。
2.安阻法：由E ＝IR ＋Ir 可知，只要能得到I 、R 的两组数据，列出关于E 、r 的两个方程，就能解出E 、r ，用到的器材有电池、开关、电阻箱、电流表，电路图如图2所示。
图23.伏阻法：由E ＝U ＋UR r 知，如果能得到U 、R 的两组数据，列出关于E 、r 的两个方程，就能解出E 、r ，用到的器材是电池、开关、电阻箱、电压表，电路图如图3所示。
图3二、实验步骤(以伏安法为例)1.电流表用0～0.6 A 量程，电压表用0～3 V 量程，按实验原理图(如图1)连接好电路。
2.把滑动变阻器的滑片移到最左端，使其阻值最大。
3.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I 1、U 1)。
用同样的方法测量几组I 、U 值。
4.断开开关，整理好器材。
5.处理数据，用公式法和图象法这两种方法求出电池的电动势和内阻。
三、实验数据的处理1.计算法：由E ＝U 1＋I 1r ，E ＝U 2＋I 2r 可解得 E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2，r ＝U 2－U 1I 1－I 2。
可以利用U 、I 的值多求几组E 、r 的值，算出它们的平均值。
2.作图法(1)本实验中，为了减少实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据多次测出的U 、I 值，作U －I 图象。
(2)将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电池电动势E 。
(3)横轴截距点(路端电压U ＝0)意味着短路情况，它的数值就是短路电流I 短＝E r 。
(4)图线斜率的绝对值等于电池的内阻r ，即r ＝|ΔU ΔI |＝EI 短，如图4所示。
图4四、注意事项1.为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。
实验：测量电源的电动势和内阻
• 变式 1—1 利用电压表和电流表测一节干电池 的电动势E和内电阻r，电路如图10所示，图中 R1为粗调滑动变阻器，R2为微调滑动变阻器， 实验得到的四组数据，如表中所示．
I/mA
50.0 75.0
100.0 150.0
U/V
1.35 1.35
1.20 1.05
• (1) 表中数据经处理后，可以确定电动势 E ＝ ________V，内电阻r＝________ Ω. • (2)现有滑动变阻器：A(0～10 Ω，1 A)，B(0～ 50 Ω，0.5 A)，C(0～500 Ω，0.5 A)．那么在 本次实验中，滑动变阻器 R 1 应选用 ________ ， R 2 应选用 ________( 选填“ A ”、“ B ”或 “C”)．
• 1 ．为了使电池的路端电压变化明显，电池的 内阻应选得大些 ( 选用已使用过一段时间的干 电池)． • 2．在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I 的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电 流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化． • 3 ．在画 U － I 图线时，要使尽可能多的点落在 这条直线上．不在直线上的点应对称分布在直 线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以 减小偶然误差．
U U 1 1 r 1 方法三： 由 E＝ U＋ Ir 及 I＝ 可得 E＝ U＋ r， 或 ＝ ＋ ·， R R U E ER 1 1 改变电路的外电阻 R，测出一系列的 U 值，作出 － 图象．图象 U R 1 1 在 轴上的截距的倒数即为电源电动势， 直线的斜率与在 轴上的 U U 截距的倒数的乘积即为电源的内阻．此方法叫伏阻法，用电压表 和电阻箱．
斜率k绝对值=r
× × ×
×
I B
短路电流
干电池内阻较小时， U 的变化较小．此时，坐标图中数据点 将呈现如图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用．为此， 可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，把坐标的比例放大，可使 结果的误差减小．此时图线与横轴交点不表示短路电流．另外， ΔU 计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点， 用 r＝ | |计算出电 ΔI 池的内阻 r.
测定电池电动势和内阻的七种方法
测定电池电动势和内阻的七种方法1.电动势比较法：这是一种比较电动势的方法。
通过将待测电池和一个已知电池连接在一起，将它们送入一个回路中，然后测量回路中的电流。
通过调节待测电池两端的电动势，使得待测电池产生的电流与已知电池产生的电流相等，从而求得待测电池的电动势。
2.开放电路法：这种方法是通过将待测电池和一个已知电阻连接在一起组成一个开放电路，然后测量待测电池两端的电压和电流，进而求得电动势和内阻。
根据基尔霍夫定律和欧姆定律，我们可以得到电动势和内阻的方程式。
3.闭合电路法：这是另一种测量电动势和内阻的方法。
通过将待测电池和一个已知电阻连接在一起组成一个闭合电路，然后测量待测电池两端的电压和电流，根据欧姆定律和基尔霍夫电压定律，求得电动势和内阻。
4.变阻法：这种方法是通过改变电路中的电阻，测量不同电阻下的电流和电压，然后利用欧姆定律计算电动势和内阻。
通常会选择多个已知电阻进行测量，以提高测量结果的准确性。
5.线性回归法：这种方法是通过对测量得到的电池负载电流和电池两端电压进行线性拟合，从而得到电动势和内阻。
线性回归法可以用来处理多组不同电流下的测量数据，得到更准确的结果。
6.纹波法：这种方法是通过在电路中加入一个小电容和一个电感，然后测量电池两端的纹波电压和电流。
通过分析纹波电压和电流之间的相位差和振幅比，可以求得电动势和内阻。
7.相移法：这种方法是通过测量电子元件的两端电压和电流之间的相位差，从而得到电动势和内阻。
通过改变测量频率，可以得到不同频率下的相位差，进而求得电动势和内阻。
这些方法各有特点，适用于不同的实际情况。
在实际测量中，需要根据需要采用合适的方法，并结合仪器设备进行测量。
电源电动势和内阻的三种测量方法
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电源电动势和内阻的三种测量方法
作者：宫子和
来源：《理科考试研究·高中》2015年第02期
测量电源电动势和内阻的基本方法是用双表测量的伏安法，基于这一方法，又衍生出用单表测电动势和内阻的两种常用方法（伏阻法和安阻法）.下面就三种常用测量方法进行简要分析.
一、伏安法
1.原理：闭合电路欧姆定律U=E-Ir；
2.电路：如图1、图2.
3.数据处理
方法1：根据原理：U=E-Ir，列方程组求解.
方法2：根据测量数据描点、做U-I图象.
由图象求解.如图3.U-I图线的物理意义：纵轴截距为电动势E=U0；斜率绝对值为内阻r .
4.误差分析
（1）电路1的误差分析：由于电压表分流，电动势和内阻的测量值都小于真实值.按此图1的测量值实际是图4虚框内等效电源的电动势和内阻 .
即E测=RVERV+r （E测
（2）电路2的误差分析：由于电流表分压，内阻的测量值大于真实值. 按此图的测量值实际是图5虚线内等效电源的电动势和内阻.
即E测=E r测=r+rA （r测
二、伏阻法。
第5讲 实验：测定电源的电动势和内阻
第5讲实验：测定电源的电动势和内阻一、实验目的测定电源的电动势和内阻。
二、实验原理1．用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量。
如图甲所示：测出两组U、I值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：E＝U＋Ir。
2．用电流表、电阻箱测量。
如图乙所示：测出两组I、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：E＝I(R＋r)。
3．用电压表、电阻箱测量。
如图丙所示：测出两组U、R 值，就能算出电动势和内阻。
原理公式：E＝U＋UR r。
下面以图甲所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。
三、实验器材电池(待测电源)，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线，坐标纸。
四、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。
2．把滑动变阻器滑片移到电阻阻值最大的一端。
3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组电压、电流值。
4．断开开关，整理好器材。
5．数据处理：在坐标纸上作U－I图线，求出E、r。
五、数据处理1．公式法：原则上，利用两组U、I数据，根据公式E＝U ＋Ir便可得到E、r，但这样误差较大，为减小误差，可测多次求平均值。
2．图象法：将多组U、I数据描在坐标纸上，利用图线求解电动势和内阻。
(1)图线的纵坐标是路端电压，横坐标是干路电流，根据U ＝E－Ir，图线是向下倾斜的直线。
(2)电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U－I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。
(3)实验中至少得到5组以上实验数据，画在坐标纸上拟合出一条直线。
要使多数点落在直线上，且分布在直线两侧的点个数大致相等。
(4)将图线延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就等于电动势。
横轴截距点(路端电压U＝0)意味着短路情况，它的数值等于短路电流。
特别提醒(1)两个截距点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。
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电源电动势和内阻的测定
班级 050716 学号11 姓名 林小娇 指导教师 丁斌刚
一、实验目的：用多种方法测量电源的电动势和内阻，并比较几种方法的异同。
二、实验原理：
（一）伏阻法测电源电动势和内阻
图1
通过改变R 的值测量E 和r., 根据E=U 1+
01R U (r+R 1).和E=2U +0
2
R U (r+R 2)解出E 和r 。
(二)用电位差计测电源电动势和内阻
用电压表测量电源电动势，其实测量结果是端电压，不是电动势。
因为将电压表
并联到电源两端，就有电流Ｉ通过电源的内部。
由于电源有内阻ｒ，在电源内部不可避免地存在电位降Ir ，因而电压表的指示值只是电源的端电压（Ｕ＝Ｅx －Ｉｒ）的大小，它小于电动势。
显然，只有当Ｉ＝０时，电源的端电压Ｕ才等于其电动势Ｅx 。
•• 怎样才能使电源内部没有电流通过而又能测定电源的电动势呢？在图2所示的电路中，Ｅx 是待测电源，Ｅ0是电动势可调的电源，Ｅx 与Ｅ0通过检流计并联在一起。
当调节Ｅ0的大小至检流计指针不偏转，即电路中没有电流时，两个电源在回路中互为补偿，它们的电动势大小相等，方向相反，即Ｅx ＝-Ｅ0，电路达到平衡。
若已知平衡状态下Ｅ0的大小，就可以确定Ｅx 的值。
这种测定电源电动势的方法，叫做补偿法。
E
图2补偿原理示意图
实验上利用线式电位差计测量电池电动势，是通过两次比较实现测量目的的，可以分别称作定标和测量，下面予以说明。
图3电位差计原理
1．定标
电位差计的测量原理如图3所示，可以看作是由三个回路组成，它们是：由E-R n -AB 构成的工作回路，由E N -G-CD 构成的定标（或校正）回路，以及由E X -G-CD 构成的测量回路。
在K 1闭合的情况下，如果将Ｋ2拨向位置１时，将标准电池E N 与ＵCD •进行比较，达到平衡（Ｇ中无电流通过）时，则ＵCD =E N ,此时电阻丝单位长度上的电压降
L E U N
N =
（1） 其中，0L 为此时CD 的长度。
假如测量者要求每米电阻丝上的电压降0.2(Ｖ/ｍ)（运算中作常数处理），则可计算出CD 的长度2
.00N
E L =
，确定了CD 的长度后，
通过调节Ｒ
n
使检流计中无电流通过，即调节好工作电压（或工作电流）。
2．测量：在保证工作电压（或工作电流）不变的条件下，将Ｋ
2
拨向位置２，
调节C和D的位置使检流计中电流为零，比较未知电动势E
x 与Ｕ
CD
，此时有E
x
＝
Ｕ
CD ，测出此时CD的长度并记为
x
L，则可计算出未知电动势为
x
N
x
N
x
L
L
E
L
U
E⋅
=
⋅
=
（2）
三、实验设备：电阻箱，电池组，导线若干，开关，电压表，十一线电位差计，标准电阻，，电流表指针式检流计，滑线变阻器，标准电池，甲电池，稳压电源，双刀双掷开关
四、实验方法与步骤：
（一）伏阻法
1.选一个1Ω的标准电阻R0
2.按照上面的图1接好线路，选用量程为6V的电压表。
3.调节电阻箱取R1=10Ω，闭合电键, 读出电压表的读数U1,打开电建，再改变电阻箱的取值，取R2=5Ω。
读出电压表的读数U2。
4.打开电键,整理好器材;处理数据,用作图法求出电动势和内阻的值.。
（二）用电位差计测电源电动势和内阻
图4电位差计测电动势实验线路图
操作步骤
•• 1．按图3连接好电路。
工作电源Ｅ用直流稳压电源，Ｒ为电阻箱，Ｒ
n
为滑
线变阻器，Ｅ
N 为标准电池，Ｅ
x
为甲电池，Ｇ为检流计。
2．读出标准电池的温度，算出该温度下标准电池的电动势。
3．取Ｅ为5
~10Ｖ，将Ｒ、Ｒ
n
调至最大，将开关K
2
拨向定标回路，接通标准
电池E
N ，调节C、D的位置使检流计指针无偏转；再适当减小R
n
，尽量将R减小
到0，同时微调活动触头Ｄ以保证回路中无电流，记下此时C 、D 间电阻丝的长度0L 。
4．在不改变工作回路的情况下，将Ｋ2 拨向Ｅx ，先将Ｒ调至最大，调节C 、D
的位置，使检流计中无电流通过；再将Ｒ逐渐调至零，同时细调Ｄ的位置，保持检流计中无电流通过；读出此时电阻丝的长度L x ，利用（2）式求出未知电动势Ｅx 。
5、求出Ｅx 后，用一欧的标准电阻S R 与Ｅx 相连，将K 2打到S R 两端，调节C 、D 的位置，使检流计的指针指向中点，测出此时的电阻的长度记为S L ，设此时标准电阻两端的电压为S U ，那么根据公式
S S N L U L E =
0可以求出S U ，再根据I=S
S R U
求出回路的电流，最后根据r=I
U E S
X -求出电源的内阻
五、实验测量与记录： (一)伏阻法
（二）用电位差计测电源电动势和内阻
六、实验结果预测及分析：
1、伏阻法与一般伏安法相比更为精确，因为我们可以看到伏阻法我们只使用了一个电表，而一般的伏安法需要由两个电表共同使用才能测出电动势和电源的内阻，因为电表本身是有电阻的，我们在进行实验的时候无法避免电表带来的误差，但是如果能够尽可能少的使用电表的个数，那么，电表带来的误差就可以减到最小。
利用伏阻法测量电源内阻的时候，因为电压表测量的是电压表本身与标准
电阻并联后的电阻的电压，所以应该比真是值偏小，然后根据公式可知所测量的电源的电压是偏小的，而所得的电源的内阻是比真实值偏大的。
2、利用电位差计进行测量时可以很好的消除电表带来的误差，因此利用此方法可以很精确的测量电源电动势和电源内阻。
七、实验结论：
1、利用伏阻法测量出的电源电动势为1.41V，电源的内阻是3.09欧。
2、利用电位差计测量所得的电源电动势为1.43V，电源的内阻为2.6欧。
利用两种方法测量所得的结果近似相等。