第十章 实验四 测定电源的电动势和内阻
高考物理一轮复习 8.3.4实验四 测定电源的电动势和内阻
O 3．误差分析
O (1)由读数和电表线性不良引起误差．
O (2)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差．
O (3)本实验采用的测量电路是存在系统误差的，这是由于电压表的分 流IV引起的，使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真．因为I真＝I测 ＋IV，而IV＝U/RV，U越大，IV越大，U趋近于零时IV也趋近于 零．所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线 与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小．修正后的图线如 右图所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，r测＜r真、E测＜E
实验原理及操作 O 【典例1】 (2014年合肥高三联考)在“用电流表和电压表测电池
的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有： O A．干电池一节 O B．电流表(量程0.6 A) O C．电压表(量程3 V) O D．开关S和若干导线 O E．滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω，允许最大电流1 A) O F．滑动变阻器R2(最大阻值300 Ω，允许最大电流0.5 A) O G．滑动变阻器R3(最大阻值1 000 Ω，允许最大电流0.1 A)
O [自主解答] (1)①滑动变阻器不要选阻值过大的，因为阻值过大不 便于调节，要保证电流不超过额定值，电流表量程为0.6 A，所以选 R1；②接线柱不要接错；连线如图甲所示．(3)UI图线如图乙，在UI 图线中，与纵轴的交点表示电动势，斜率表示内阻，由图可求E＝ 1.50 V(1.47～1.52均对)．r＝1.88 Ω(1.86～1.90 Ω均对)．
解得：Er＝＝UII121U－ －I12－－UI21II22U1
(4)作图法处理数据：如图乙所示．
①图线与纵轴交点为电动势 E. ②图线与横轴交点为短路电流 I 短＝Er . ③图线的斜率的大小表示内阻 r＝|ΔΔUI |.
实验10 测定电源的电动势和内阻(解析版)
实验十测定电源的电动势和内阻（解析版）1.实验原理(1)如图甲所示,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E、r值,最后分别算出它们的平均值。
甲乙(2)用图象法来处理数据,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,如图乙所示,直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势E的值,图线的斜率的绝对值即内阻r的值。
2.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
3.实验步骤(1)电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按实验原理图连接好电路。
(2)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1)。
用同样方法测量出六组I、U 的值,并填入表格中。
(4)断开开关,拆除电路,整理好器材。
4.数据处理(1)公式法:联立六组对应的U、I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值,取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。
(2)图象法:在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U-I坐标系,在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,如图所示。
①图线与纵轴交点为E 。
②图线与横轴交点为I 短=Er 。
③图线的斜率的绝对值表示r=|ΔUΔI |。
5.误差分析(1)偶然误差①由于读数不准和电表接线不良引起的误差。
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。
(2)系统误差由电压表和电流表内阻影响而导致的误差。
①若采用如图甲所示的电路,在理论上E=U+(I V +I A )r ,其中电压表示数U 是准确的电源两端电压。
《测量电源的电动势和内阻》教案
一、教学目标1.掌握测定电池电动势和内阻的原理和实验方法，并学会用图像法处理实验数据。
2.经历实验过程，提高动手操作能力，学会实验数据的处理和结果的分析方法。
3.培养自身良好的实验习惯和实事求是的品质，能够勇于探究生活中和物理有关的问题。
二、教学重难点【重点】实验原理和方法以及图像法处理数据。
【难点】根据图像进行实验数据处理。
三、教学过程环节一：导入新课带领学生回顾之前所学习的闭合电路欧姆定律，请学生回答此定律的文字描述和表达式。
在学生回答之后，教师追问：现在有一个电池，能否利用这一定律测出其电动势和内阻呢?又该怎样测得呢?顺势引入本节新课——测量电源的电动势和内阻。
环节二：新课讲授引导学生根据闭合电路欧姆定律进行分析，得出可由表达式，推出，以及其变形式：，通过观察变形后的表达式，引导学生思考：式中的U、I、R分别代表什么，从而确定出需要测量的物理量有路端电压、干路电流以及外电阻。
教师可以进行问题引导：1、实验中只测量一组数据能否测量出电池的电动势和内阻?2、电路中如何改变电流或电压，实现多测几组数据呢?3、滑动变阻器和电阻箱有什么区别?将学生分成若干小组，小组内交流讨论，最终确定实验电路图如下。
根据实验原理和对应电路图，请学生确定电路图中所用的实验器材。
实验器材为电压表、电流表、滑动变阻器以及旧干电池、开关、导线若干。
学生讨论实验步骤，教师予以补充，并确定最佳实验步骤。
1、确定电流表、电压表的量程，按照电路图连接实物，并调节滑动变阻器或电阻箱到阻值最大处;2、闭合开关，调节滑动变阻器的滑片或电阻箱至适当位置，分别读出电流表示数I和电压表示数U，并做好记录。
3、调节滑动变阻器的滑片或者电阻箱多测几组数据。
4、断开开关，整理好器材。
在进行实验之前，应强调注意事项：1、连接电路的过程中，开关应处于断开状态。
2、闭合开关前，滑片处于阻值最大处。
3、电压表和电流表的正确使用方法。
教师组织学生分组进行实验，并进行巡视和指导。
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。
实验：测电源的电动势和内阻
数据处理二
根据U-I图象，求出电源的电动势E和内阻r。可以 采用线性回归分析的方法，根据图象的斜率和截 距求出E和r的值。也可以采用公式法，根据E=U/I 和r=ΔU/ΔI计算E和r的值。
数据处理四
整理实验报告。在实验报告中，应包括实验目的 、实验器材、实验步骤、数据记录和处理、误差 分析等内容。同时，还应根据实验结果进行讨论 和总结，提出改进意见和建议。
了解误差分析和减小误差的方 法，如多次测量取平均值、改 进实验方法等。
学会利用图像法处理实验数据 ，如绘制U-I图像、求斜率和截
距等。
培养分析问题和解决问题的能 力，提高实验技能和科学素养 。
02
CATALOGUE
实验原理
电源电动势的定义和测量方法
电源电动势
电源在单位时间内将正电荷从负 极移至正极所做的功，通常用E表 示。它是电源的一种特性，与外 电路无关。
04
CATALOGUE
实验结果分析
数据处理和误差分析
数据处理
通过测量电源在不同负载下的电压和电流，绘制出电压与电 流的关系图，并利用线性拟合方法求出直线的斜率和截距。
误差分析
根据测量数据，计算出电动势和内阻的测量值，并分析误差 来源，如电压表、电流表、电源内阻等引起的误差。
实验结果与理论值比较
数据记录和处理
数据处理一
根据实验数据绘制U-I图象。在图象上标出各点， 并使用平滑的曲线连接各点。注意，应确保图象 的线性关系良好，以便准确求出电动势和内阻。
数据处理三
对实验结果进行误差分析。误差可能来源于电路 连接、仪器误差、读数误差等方面。通过误差分 析，可以了解实验的准确性和可靠性，并对实验 结果进行修正。
调节可变电阻箱，使电阻值从 零逐渐增大，同时观察并记录 电流表和电压表的读数。注意 ，在调节电阻时，应缓慢进行 ，避免电流表和电压表读数发 生突变。
《实验_测定电源的电动势和内阻》学案 答案《实验_测定电源的电动势和内阻》学案 答案
第4讲 实验：测定电源的电动势和电阻★考情直播 1、 考纲要求 考纲内容 能力要求 考向定位 实验：测定电源的电动势和内阻 能够根据实验要求正确选择实验器材和实验电路，并能熟练测定电源电动势和内阻。
用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻实验是中学需重点掌握的实验，利用U-I 图象处理实验数据是这个实验的重点,也是高考考查实验的重点题型之一。
2、 考点整合实验电路如图所示，根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir ，本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。
为了减小这个系统误差， 电阻R 的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。
为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I 图象处理实验数据：将点描好后，用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。
这条直线代表的U-I 关系的误差是很小的。
它在U 轴上的截距就是电动势E （对应的I =0），它的斜率的绝对值就是内阻r 。
（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r =|ΔU /ΔI |）。
为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选用使用过一段时间的1号电池）例题1.利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。
画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。
用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。
[解析]：与学生实验相比，用电阻箱代替了电流表。
由于电压可测，由电压、电阻就可以算出电流。
电路图如右。
实验方法有两种：⑴改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值R 1、U 1、R 2、U 2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程，r R U U E r R U U E 222111,+=+=。
解这个方程组可得E 和r ：()()2112212121122121,R U R U R R U U r R U R U U U R R E --=--=。
实验十 测定电源的电动势和内阻
图1
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
(1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图2 中虚线框所示“等效电源”的电动势E'和内电阻r'。若电流表内电阻用RA表 示,请你用E、r和RA表示出E'、r',并简要说明理由。
图2
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
(2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。
0.52~0.54 Ω(保留两位有效数字)。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
图2
图3
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
解析 (1)见答案图。 (2)电流表的量程为0~0.6 A,读数为0.40 A;电压表量程为0~3 V,读数应为1.30 V。 (3)根据题目已知条件,题图1甲的电路图如图所示,U-I图线斜率的绝对值应该 代表电池内阻和电流表内阻之和。而题图1乙所表示的U-I图线斜率的绝对 值代表电池内阻,因此斜率绝对值较大的图线对应的电路应该是题图1甲,即 直线Ⅰ对应电路是题图1乙。
四、实验步骤
1.电流表用0~0.6 A量程,电压表用0~3 V量程, 按实验原理图连接好电路。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
2.把滑动变阻器的滑片移动到使其接入电路的阻值最大的一端。 3.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1)。 用同样的方法测量出几组I、U的值,填入表格中。
关键能力 · 突破
解析 (1)①根据原理图可得出对应的实物图,如图所示;
②根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir,则由题图c可知电源的电动势E=2.8 V, 内阻r= U = 2.8 1.6 Ω=0.60 Ω;
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(内部优秀学案)实验：测电源的电动势和内阻
实验四 测定电源的电动势和内阻实验目的1．掌握伏安法测定电源的电动势和内阻的方法 2．掌握用图象法求电动势和内阻实验原理(1)闭合电路的欧姆定律，实验电路如右图 (2)E 和r 的求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎨⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r ，解得E 、r(3)用作图法处理数据，如图所示 ①图线与纵轴交点为E ； ②图线与横轴交点为I 短＝E r； ③图线的斜率表示r ＝ΔU ΔI实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺实验步骤1．选择合适的电压表和电流表，按实验电路图连接好电路； 2．把滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值最大的一端；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(I 1，U 1)，用同样的方法测量几组I 、U 值，填入表格；4．断开开关，拆除电路，整理好器材。
规律方法总结1．实验数据求E 、r 的处理方法(1)列多个方程组求解，再求E 、r 的平均值(2)图象法处理：以端电压U 为纵轴，干路电流I 为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E ，直线斜率k 的绝对值为内阻r 。
2．注意事项(1)为了使端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池 (2)电流不要过大，应小于0.5 A ，读数要快(3)要测出不少于6组的(U ，I )数据，变化范围要大些(4)若U －I 图纵轴刻度不从零开始，则横轴截距不是短路电流，应根据r ＝|ΔUΔI|确定3．误差来源(1)偶然误差：用图象法求E 和r 时作图不准确 (2)系统误差：电压表分流或电流表分压 两种电路的选择及误差分析例1、(2012·重庆理综)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E 和内阻r ，并探究电极间距对E 和r 的影响．实验器材如图所示。
①测量E 和r 的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U 和流过电源的电流I ，依据公式________，利用测量数据作出U －I 图象，得出E 和r .②将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图2中用笔画线代替导线连接电路．③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U －I 图象如图中(a )、(b )、(c )、(d )所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
高中物理实验：测量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、实验原理根据闭合电路欧姆定律，则路端电压。
由于电源电动势E和内阻r不随外电路负载变化而改变，如当外电路负载增大时，电路中电流减小，内电压减小，使路端电压增大，因此只要改变负载电阻，即可得到不同的路端电压。
在电路中接入的负载电阻分别是R1、R2时，对应的在电路中产生的电流为、，路端电压为U1、U2，则代入中，可获得一组方程，从而计算出E、r。
有、。
三、实验器材被测电池（干电池）；电压表；电流表；滑动变阻器；电键和导线四、实验步骤1、确定电流表、电压表的量程，按如图所示电路把器材连接好。
2、把变阻器的滑动片移到最右端。
3、闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组、值。
4、断开电键，整理好器材。
5、数据处理，用原理中的方法计算或在—图中找出E、r。
五、注意事项1、使用内阻大些的干电池，在实验中不要将电流调得过大，每次读完、读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化。
2、在画—图像时，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，不用顾及个别离开较远的点，以减少偶然误差。
3、干电池内阻较小时，坐标系内大部分空间得不到利用，为此可使纵坐标不从零开始。
六、实验误差研究分析用伏安法测电源电动势和内阻的方法很简单，但系统误差较大，这主要是由于伏特表和安培表内阻对测量结果的影响而造成的。
用这种方法测电动势可供选择的电路有两种，如图（甲）、（乙）所示。
当用甲图时，考虑电表内阻，从电路上分析，由于实验把变阻器的阻值R看成是外电路的电阻，因此伏特表应看成内电路的一部分，故实际测量出的是电池和伏特表这一整体的电动势和等效内阻，（如甲图中虚线框内所示）因为伏特表和电池并联，所以等效内阻r测应等于电池真实内阻值r真和伏特表电阻R v的并联值，即<r真. 此时如果断开外电路，则电压表两端电压U等于电动势测量值即U=E测，而此时伏特表构成回路，所以有U<E真，即E测<E真。
测量电源的电动势和内阻实验报告
测量电源的电动势和内阻实验报告测量电源的电动势和内阻实验报告引言：电源是我们日常生活中不可或缺的电气设备，它为各种电子设备提供所需的电能。
然而，电源的电动势和内阻是影响电源性能的重要参数。
本实验旨在通过测量电源的电动势和内阻，探究电源的特性，并分析其对电路的影响。
一、实验目的：1. 测量电源的电动势和内阻；2. 理解电源的特性，探究其对电路的影响。
二、实验仪器和材料：1. 直流电源；2. 变阻器；3. 电压表；4. 电流表；5. 连接线。
三、实验步骤：1. 将直流电源连接至电路板上的正负极；2. 将变阻器连接至电路板上，调节变阻器的阻值；3. 通过连接线将电压表并联至电路板上，测量电源的电动势；4. 通过连接线将电流表串联至电路板上，测量电源的输出电流；5. 根据测量结果计算电源的内阻。
四、实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了电源的电动势和内阻的数值。
电动势是指电源提供给电路的电压，它决定了电流的大小。
内阻是电源内部的电阻，它会降低电源输出的电压。
实验结果显示，电动势随着电流的增大而略微下降，而内阻则随着电流的增大而增加。
这说明电源的电动势和内阻与电流之间存在一定的关系。
电动势和内阻是电源的重要特性，它们影响着电源的性能。
电动势越高，电源输出的电压越稳定，能够满足更多电子设备的需求。
而内阻越低，电源输出的电压衰减越小，能够更有效地传输电能。
因此，在选择电源时，我们应该关注其电动势和内阻的数值，以满足不同电路的需求。
五、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了电源的电动势和内阻，并通过实验测量得到了它们的数值。
电动势和内阻是电源的重要参数，它们决定了电源的性能和适用范围。
在实际应用中，我们应该根据电路的要求选择合适的电源，以确保电路正常运行。
通过本实验，我们不仅学习了测量电源的电动势和内阻的方法，还深入理解了电源的特性和对电路的影响。
这对我们今后的学习和工作都具有重要意义，为我们进一步深入研究电源和电路提供了基础。
实验十四 测量电池的电动势和内阻--2025版高考总复习物理
第10章 电路及其应用
(3)如图所示。
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第10章 电路及其应用
创新点评 本实验的创新点在于通过伏安法测水果的电动势和内阻，替 代测干电池的电动势和内阻。
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第10章 电路及其应用
角度2 数据处理创新 例4 某探究小组准备用图甲所示电路测量某电源的电动势和内阻，实验 室准备的器材如下： 待测电源(电动势约2 V)； 电阻箱R(最大阻值为99.99 Ω)； 定值电阻R0(阻值为2.0 Ω)； 定值电阻R1(阻值为4.5 kΩ)； 电流表G(量程为400 μA，内阻Rg＝500 Ω)；
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第10章 电路及其应用
开关S，导线若干。
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第10章 电路及其应用
(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___2_____ 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； (_3_1I)_＝分__(别R__1＋用__R_g_EE)_(R_和_0＋__rr_)_·表R1__＋_示_R_电1＋__源R__g的E＋__R电__0＋_动_r_势_(和用题内中阻字，母则表1I 示和)R1；的 关 系 式 为
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第10章 电路及其应用
(4)由(3)中公式结合题图乙可知 (R1＋RgE)(R0＋r)＝k＝(1(3530－－2570))××11002-3 Ω/A＝6 000 Ω/A 解得 E≈2.08 V。 (5)由以上分析可知本实验中电动势测量准确，即电动势的测量值等于电 动势的真实值。
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第10章 电路及其应用
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第10章 电路及其应用
六、误差分析 1．偶然误差 (1)由于电表读数不准引起误差。 (2)用图像法求E和r时，由于作图不准确造成误差。 (3)测量过程中通电时间过长或电流过大造成误差。
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.
第10章实验14测定电源的电动势和内阻解读
【注意事项】 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．
实验十四 测定电源的电动势和内阻
要点归纳
【实验目的】 掌握用伏特表和安培表测量电池电动势和内 阻的方法，学会利用图象法处理数据的方法． 【实验原理】 1.实验依据：闭合电路欧姆定律
2.实验电路：如图1所示
图 1
3.E 和 r 的求解：由 U＝E－Ir
U1＝E －I1r 得 U2＝E －I2r
(4)实验一中的路端电压为U1＝1.5 V时电路中电流为
I1＝0.21 mA，连接a中点(0.21 mA,1.5 V)和坐标原
点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻 (定值电阻)的U—I图，和图线b的交点为实验二中的 路端电压和电路电流，如下图，电流和电压分别为I ＝97 μA，U＝0.7 V，则外电路消耗功率为P＝UI＝ 0.068 mW.
4.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 4 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 4 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，计算内阻要在直线上任取两个相 ΔU 距较远的点，用 r＝| |计算出电池的内阻 r. ΔI
答案
(1)如下图所示
I2 U1- I 1U2 (2) I1-I1
4实验-测定电源的电动势和内阻
4 实验-测定电源的电动势和内阻，（用电流表和电压表测）[实验目的]：测定电池的电动势和内电阻。
[实验原理]如图1所示，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。
此外，还可以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（如图2）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。
[实验器材]待测电池，电压表（0－3V），电流表（0－0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。
[实验步骤]1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。
2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。
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），用同样方法测量几组I、U的值。
4．打开电键，整理好器材。
5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
[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。
5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画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。
测量电源电动势和内阻实验报告
测量电源电动势和内阻实验报告引言在电路实验中，测量电源的电动势（EMF）和内阻是非常重要的，因为它们可以帮助我们了解电源的性能和电路的稳定性。
本实验旨在通过一系列测量步骤，测量电源的电动势和内阻。
实验材料•一个直流电源•一个电阻箱•一个安培计•一根连接电线•一个电压表•一个电流表•一台万用表实验步骤步骤一：准备工作1.将直流电源连接到电阻箱，并将电阻箱的阻值设置为一个已知的数值，例如100欧姆。
2.将电阻箱的一个端口连接到安培计的输入端，将另一个端口连接到电源的正极。
步骤二：测量电源的电动势1.将电压表的红色探头连接到电源的正极，将黑色探头连接到电源的负极。
2.打开电源，记录电压表上显示的电压数值，这个数值即为电源的电动势。
步骤三：测量电源的内阻1.将电压表和电流表并联连接到电源的正负极。
2.打开电源，记录电流表上显示的电流数值。
3.通过万用表测量电压表的内阻，记录下内阻的数值。
步骤四：更改电阻箱的阻值1.改变电阻箱的阻值为另一个已知数值，例如200欧姆。
2.重复步骤二和步骤三，测量电源的电动势和内阻。
数据处理和分析根据实验步骤中记录的数据，可以计算出电源的电动势和内阻。
电源的电动势计算公式电源的电动势可以通过测量得到的电压和已知的电阻值计算得出，公式为：EMF = V + I * R其中，EMF为电源的电动势，V为测量得到的电压，I为测量得到的电流，R为已知的电阻值。
电源的内阻计算公式电源的内阻可以通过测量得到的电压、电流和已知的电阻值计算得出，公式为：r = (V - EMF) / I其中，r为电源的内阻，V为测量得到的电压，EMF为电源的电动势，I为测量得到的电流。
根据上述公式，可以根据实验中记录的数据计算出电源的电动势和内阻，并进行数据处理和分析。
结论通过实验测量和计算，我们得到了电源的电动势和内阻。
这些数据对于电路设计和性能分析非常重要。
实验结果可以帮助我们了解电源的质量和电路的稳定性，并为进一步的电路设计和优化提供参考。
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第十章实验四测定电源的电动势和内阻1．用如图实－4－10所示的电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为R V1、R V2，且R V1>R V2；两只电流表A1、A2 图实－4－10量程相同，内阻分别为R A1、R A2，且R A1>R A2，在实验中，为了使E、r的测量值更精确一些，选择的电表可以是() A．V1与A1B．V1与A2C．V2与A1D．V2与A2解析：本实验的系统误差主要来源于电压表内阻对电路的影响，电压表内阻越大，电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值，所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值，故电压表选用内阻大的好，而电流表内阻对本实验无影响，因为电流表内阻与R是串联，不需知道R与R A的值，故电流表选用哪一个都可以．故选A、B.答案：AB2．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接电路的实物图如图实－4－11所示．该学生接线中错误的和不规范的做法是()图实－4－11A．滑动变阻器不起变阻作用B．电流表接线有错C．电压表量程选用不当D．电压表接线不妥解析：由图中接线可知，滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用，电流表正、负极连错，电压表始终有读数，电压表量程为3 V符合实验要求，电压表接线应接到开关外侧，故A、B、D三项中不规范．答案：ABD3．在测一节干电池(电动势约为1.5 V ，内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选用：A 电压表量程为15 V ，B 电压表量程为3 V ，A 变阻器为(0～20 Ω，3 A)，B 变阻器为(0～500 Ω，0.2 A)．电压表应该选____(选填“A ”或“B ”)，这是因为__________________；变阻器应该选____(选填“A ”或“B ”)，这是因为________________________________________________．解析：干电池的电动势1.5 V ，而A 电压表量程是电动势(1.5 V)的10倍，读数误差较大，故应选B 电压表；B 变阻器的电阻值太大，额定电流又过小，故应选A 变阻器． 答案：B A 电压表量程过大，读数误差较大A B 变阻器额定电流过小，阻值太大4．某研究性学习小组利用图实－4－12甲所示电路测量电池组的电动势E 和内阻r .根据实验数据绘出如图实－4－12乙所示的R －1I图线，其中R 为电阻箱读数，I 为电流表读数，由此可以得到：E ＝________V ，r ＝________Ω.图实－4－12解析：由E ＝I (R ＋r )得，R ＝E I －r ，则R －1I图象的斜率即为电池组电动势的大小，即E ＝2.4(或2.5) V ，图象纵轴截距的绝对值为电池组的内阻r ＝1 Ω.答案：2.4(或2.5) 15．某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5 V 的干电池外，还有一个方形的电池(层叠电池)，如图实－4－13甲所示．为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室提供了下列器材：图实－4－13A ．电流表G(满偏电流10 mA ，内阻10 Ω)B ．电流表A(0～0.6 A ～3 A ，内阻未知)C ．滑动变阻器R (0～100 Ω，1 A)D ．定值电阻R 0(阻值990 Ω)E ．开关与导线若干(1)请根据实验器材，自行设计电路画在方框乙中．(2)丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I 1－I 2图线(I 1为电流表G 的示数，I 2为电流表A 的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.解析：(1)器材中给出了一个内阻已知的电流表G 和一个定值电阻R 0，可考虑将它们改装成一个量程为10 V 的电压表，然后用伏安法测层叠电池的电动势和内阻．因电流表A 的内阻未知，故需用安培表外接法，电路图见答案．(2)由电路结构有E ＝I 1(R 0＋R G )＋(I 1＋I 2)r ，由I 1－I 2图线知I 1与I 2相差两个数量级，则可认为I 1＋I 2≈I 2，故有I 1＝－r R 0＋R G I 2＋E R 0＋R G .再结合I 1－I 2图线可得E R 0＋R G＝9.0 mA ，r R 0＋R G＝1.0×10－2，有E ＝9.0 V ，r ＝10.0 Ω. 答案：(1)电路图(2)9.0 10.06．(2010·南昌联考)现有一种特殊的电池，它的电动势E 约为9 V ，内阻r 约为50 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA ，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图实－4－14所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R 为电阻箱，阻值范围0～9999 Ω，R 0是定值电阻，起保护电路的作用．(1)实验室备有的定值电阻R 0有以下几种规格：A ．10 Ω 2.5 WB ．100 Ω 1.0 WC ．200 Ω 1.0 WD ．2000 Ω 5.0 W本实验应选________．(2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图实－4－15所示的图线(已知该直线在y 轴的截距为0.1 V －1)．则根据该同学所作出的图线可求得电池的电动势E 为________V ，内阻r 为________Ω.图实－4－14 图实－4－15解析：根据电池的参数，起保护作用的定值电阻的最小值为R ＝E I －r ＝950×10－3Ω－50 Ω＝130 Ω，所以定值电阻应选C ；由题中所给图线，根据闭合电路欧姆定律可知：E ＝U ＋U R ＋R 0r ⇒1U ＝1E ＋1R ＋R 0·r E，纵截距为电动势的倒数，故电源电动势的值为10 V ；电源的内电阻为图线的斜率的E 倍，即r E ＝0.550.12⇒r ＝46 Ω. 答案：(1)C (2)10 46±27．某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5 Ω的保护电阻R 0，实验电路如图实－4－16甲所示．(1)连好电路后，当该同学闭合开关时，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a 、b ，b 、c ，d 、e 时，示数均为0，把两表笔接c 、d 时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是________．(2)按电路原理图甲及用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接c 、d 时的实物电路图乙用笔画线代替导线连接起来．图实－4－16图实－4－17(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测定下列数据，根据数据在下面坐标图中画出U-I图线，由图实－4－17知：电池的电动势为________________________________________________________________________，内阻为______．(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是：________________________________________________________________________.(5)实验所得的电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较，E测______E真，r测____r真．(填“<”、“＝”或“>”)解析：(1)由两表笔接c、d时，多用电表示数与电压表示数相同知断点必在c、d两点之间，而各接线柱接触良好，则必是R发生了断路．(2)如图所示．(3)U－I图如图所示，由U＝－I(r＋R0)＋E及所测数据，可求得E和r.E＝1.5 V，r ＝0.5 Ω.(4)因电压表不是理想电表，电流表外接造成测得电流比通过电源的电流偏小．(5)测得电动势实为只将电压表接在电源上时测得的电压，测得内阻实为将电压表为电源内阻并联后的总电阻，故电动势和内电阻测量值均小于真实值．答案：(1)R断路(2)见解析(3)U－I图线见解析 1.5 V0.5 Ω(4)电压表电阻分流(5)<<8．(2010·湖北随州模拟)两位同学在实验室中利用如图实－4－18(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．并根据数据描绘了如图实－4－18(b)所示的两条U－I 图线．回答下列问题：图实－4－18(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知()A．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据B．甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据C．乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据D．乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是()A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5 WD．电源的效率达到最大值(3)根据图(b)，可以求出定值电阻R0＝________Ω，电源电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6 A，试说明理由．解析：(1)从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，B错误，A正确；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，C错误，D正确．(2)图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A错误；从图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，B正确；定值电阻R0消耗的功率为：P＝U2I＝1.0×0.5 W＝0.5 W，C正确；电源的效率为：η＝UI/(EI)＝U/E，U越大，效率越大，D错误．(3)从图象可以得出定值电阻R0的阻值为：R0＝U2/I＝1.0/0.5 Ω＝2.0 Ω；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50 V，即电源的电动势为1.50 V，图象斜率的绝对值为：k＝ΔU1/ΔI＝0.5/0.5＝1.0，即电源的内阻为r＝1.0 Ω.(4)该电路中电流表的读数为：I＝E/(R＋R0＋r)，当R最小时，电流最大，最大值为：I m＝E/(R0＋r)＝1.5/(2.0＋1.0) A＝0.5 A，该电路中电流表的读数不能达到0.6 A.答案：(1)AD(2)BC(3)2.0 1.50 1.0(4)见解析。