高中物理测定电源的电动势和内阻

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高中物理测电源电动势和内阻实验报告

高中物理测电源电动势和内阻实验报告篇一：高中物理测定电源电动势和内阻总结测定电源电动势和内阻1. 实验原理本实验的原理是闭合电路欧姆定律．1) 具体方法a) 利用实验图10-1所示电路，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U、I值，由U＝E－Ir，可得：U1?E?I1r，U2?E?I2r，解之得：I1U2?I2U1?E??I1?I2??r?U2?U1?I1?I2b) 利用如实验图10-1所示的电路，通过改变R的阻值，多测几组U、I的值，并且变化范围昼大些，然后用描点法在U－I图象中描点作图，由图象纵截距找出E，由图象斜率tan?所示．?UE??r?IIm找出内电阻，如实验图10-2由于电源内阻r很小，故电流表对电源而言要外接，不然的话，测r?r?Rg内阻测量的误差太大．由于偶数误差的存在，方法的结果可能存在较大的误差，因此在实验中采取方法处理数据．2. 实验器材电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池．3. 实验步骤1) 恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值最大的一端．2) 闭合开关S，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数． 3) 将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下此时电压表和电流表的示数．4) 继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置，记下各位置对应的电压表和电流表的示数．5) 断开开关S，拆除电路．6) 在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴，作出U—I图象，利用图象求出E、r．4. 数据处理的方法1) 本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的U、I值，做U－I图象，所得图线延长线与U轴的交点即为电动势E，图线斜率的值即r为电源的内阻r，即?UE??IIm．如实验图10-2所示．2) 应注意当电池内阻较小时，U的变化较小，图象中描出的点呈现如实验图10-3所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及做出的图线误差较大．为此，可使纵轴不从零开始，如实验图10-3所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些．此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r．5. 实验误差分析1) 偶然误差：主要于电压表和电流表的读数以及作U—I图象时描点不很准确．2) 系统误差a) 电流表相对电源外接如图，闭合电路的欧姆定律U=E-Ir中的I是通过电源的电流，而图1电路由于电压表分流存在系统误差，导致电流表读数（测量值）小于电源的实际输出电流（真实值）。

高中物理实验测量电动势与内阻

高中物理实验测量电动势与内阻在高中物理实验中，测量电动势与内阻是非常重要的内容之一。

通过进行相应的实验，我们可以探究电池的电动势以及电路中的电源内阻大小。

本文将为大家介绍实验的步骤和原理，并给出实验结果的分析。

实验步骤：1. 将所需实验材料准备齐全，包括一个标准电池（如干电池）、电阻箱、导线等。

2. 首先，将电阻箱中的阻值调至最大，确保电路断路状态。

3. 连接电路。

将电池的正极通过导线与电阻箱的一个端口相连，再将电阻箱的另一个端口与电路中的电阻相连。

4. 测量实验电路的总电动势。

使用一个数字电压表或万用表，将正极引线连接到电路的正极，负极引线连接到电路的负极。

记录测量到的电压数值，即为实验电路的总电动势。

5. 接下来，逐渐调小电阻箱中的阻值，使电路逐渐接近短路状态。

在每次调整后都记录下电路中的电压数值，直到达到最小的阻值。

6. 计算每个电阻阻值下的电路电压差。

将每个阻值下的电压数值减去实验电路的总电动势，即得到电路中的电压差。

7. 根据测得的电压差、电流大小和电动势，可以利用欧姆定律计算电路中的内阻大小。

实验原理：在电路中，电池的电动势（E）与电路中的电流（I）和总电压（V）之间存在一定的关系。

根据欧姆定律，电路中的总电压等于电动势与电路电流的乘积，再加上电路中的电阻与电流的乘积。

因此，可以得到以下公式：V = E - Ir其中，V为电路中的总电压，E为电池的电动势，I为电路中的电流，r为电路中的内阻。

实验结果分析：通过进行实验，我们测得了电路在不同阻值下的电压差，并计算得到了电路中的内阻大小。

根据计算结果，我们可以分析出以下几点：1. 随着电阻的增大，电路中的电压差逐渐减小。

这是因为当电阻增大时，电流的流动受到了一定的阻力，因此电路中的电压差减小。

2. 根据欧姆定律的公式，我们可以利用实验测得的电压差和电流大小计算得到电路中的内阻。

通过计算可以发现，内阻的大小与电压差的增大呈线性关系，即内阻越大，电压差增大得越快。

《高中物理思维方法集解》系列——电源电动势和内阻的测量方法

《高中物理思维方法集解》系列——电源电动势和内阻的测量方法电源的电动势和内阻是电路中重要的物理量，它们的准确测量对于电路的设计和性能分析至关重要。

本篇文章将介绍几种常用的测量电源电动势和内阻的方法。

1.电压比较法电压比较法是一种常用的测量电源电动势的方法。

它是利用已知电动势的标准电源与待测电源进行比较，通过调节待测电源的电阻，使得两个电源接在同一电路上产生相同的电压，从而测得待测电源的电动势。

具体操作步骤如下：(1)将已知电动势的标准电源与待测电源接在同一电路上，通过调节待测电源的电阻，使得两个电源接在同一电路上产生相同的电压。

(2)测量待测电源的电阻值，并利用欧姆定律计算出电流的大小。

(3)根据欧姆定律和基尔霍夫定律，利用已知电动势的标准电源和待测电源的电流计算出待测电源的电动势。

2.内阻法内阻法是另一种测量电源电动势的常用方法。

它是通过测量电源在开路和闭路条件下的电压来计算电源的电动势。

具体操作步骤如下：(1)将待测电源接在一个高阻抗的电压表上，测量其在开路状态下的电压，即电源的电动势。

(2)接着，将待测电源连接到一个已知电阻上，在该电阻上测量到的电压就是电源在闭路状态下的电压。

(3)根据欧姆定律，计算待测电源内阻的大小。

1.开路法开路法是一种常用的测量电源内阻的方法。

它是通过测量电源在开路状态下的电压来计算电源的内阻。

具体操作步骤如下：(1)将电源连接到一个高阻抗的电压表上，测量电源在开路状态下的电压，即电源的电动势。

(2)构造一个外部电阻，并将该电阻与电源连接起来。

测量电源在这个闭路状态下的电压。

(3)根据欧姆定律，计算电源的内阻大小。

2.电流–电压法电流–电压法是另一种常用的测量电源内阻的方法。

它是通过测量电源在不同负载下的电流和电压来计算电源的内阻。

具体操作步骤如下：(1)将电源连接到一个电压表和一个电流表上。

(2)分别改变电源的负载电阻，并测量电源在不同负载下的电流和电压。

(3)根据欧姆定律，计算电源的内阻大小。

高中物理选修3-1-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知识集结知识元实验：测定电池的电动势和内阻知识讲解实验测定电源的电动势和内阻一、伏安法测电源电动势和内阻：（一）实验目的1．掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法。

2．学会用图象法求电源的电动势和内阻。

（二）实验原理1．实验依据闭合电路欧姆定律。

2．实验电路如图所示3．E和r的求解由U=E－Ir，得：，解得：4．作图法数据处理如图所示。

（1）图线与纵轴交点为E。

（2）图线与横轴交点为。

（3）图线的斜率绝对值表示。

（三）实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺、铅笔等。

（四）实验步骤1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路。

2．把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。

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(I1，U1)。

用同样方法测量出多组I、U值。

填入表格中。

4．断开开关，拆除电路，整理好器材。

（五）数据处理本实验中数据的处理方法：一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法。

第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A方法一：联立六组对应的U、I数据，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，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小。

方法二：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，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即。

（六）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(选用已使用过一段时间的干电池)。

2．在实验时，电流不能过大，通电时间不能太长，以免对E与r产生较大影响。

第八章第6讲实验：测定电源的电动势和内阻(教学课件)——高中物理一轮复习

(2)为减小实验误差，给电源串联一和内阻，由E＝I(RA＋r＋R)，得出IR＝E－
个定值电阻，作为等效内阻。
(RA＋r)I，故IR-I图线的纵轴截距表示电池
的电动势，图线斜率的绝对值为RA＋r。
数据处理的创新
(1)由闭合电路的欧姆定律E＝IR＋Ir，得R＝E·1I －r，可知图线R-1I 的斜率为
第 6 讲实验：测定电源的电动势和内阻
把握经典实验方案一、实验目的 1．测定电源的电动势和内阻。 2．加深对闭合电路的欧姆定律的理解。二、实验原理
方法 1 如图甲，根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势 E、内阻 r，与路端电压 U、电流 I 的关系可以写成 E＝U＋Ir① 如果能测出 U、I 的两组数据，就可以列出两个关于 E、r 的方程，从中解出 E 和 r。因此，用电压表、电流表加上一个滑动变阻器 R，就能测定电源的电动势 E 和内阻 r。
方法 2 ①式可以写成
E＝IR＋Ir
②
如图乙，测出 I、R 的两组数据，也可以得到关于 E 和 r 的两个
方程，从中解出 E 和 r。这样，用电流表和电阻箱也可以测定电
源的电动势 E 和内阻 r。
方法 3 ①式还可以写成
E＝U＋URr
③
如图丙，测出 U、R 的两组数据，同样能通过解方程组求出 E
和 r。这样，用电压表和电阻箱也可以测定电源的电动势 E 和
(3)若设电流表的读数为 I，电压表读数为 U，则电路中的总电流为 200I，由闭
合电路的欧姆定律：U＝E－200rI，由图像可知 E＝a；|k|＝200r＝c×a－10b－3，
解得 r＝5a－c b。
答案：(1)见解析图
(2)A1
R1
R3

高中物理：测电源电动势、内阻实验

高中物理：测电源电动势、内阻实验电源（以干电池为例）是一种可以长时间稳定释放电能的装置。

在高中，有一个专门测量电源电动势E和内阻r的实验，有很多方法，但是无外乎要利用“闭合电路欧姆定律”，写出关于E和r的方程，根据测量数据画图象得。

“测量电源电动势和内阻”的实验，主要训练用“图象”处理数据的方法。

“图象法”处理数据：①写出函数表达式②用换元法将①中的表达式整理成“一次函数”——y=kx+b③确定y轴、x轴④记录多组数据，列表，画出图象⑤利用图象中的斜率k，截距b，求出相未知量“图象法”处理数据的重中之重是：第②点用换元法将①中的表达式整理成“一次函数”——y=kx+b下面我们就来体会一下如何将一个复杂的表达式整理成“一次函数”——y=kx+b的形式！例1：写出闭合电路欧姆定律：（注意：表达式中应该有“测量”量U 和I ，并且应该有电源的电动势E 和内阻r 。

）还好这个方程无需整理，就是一个“一次函数”，并且四个物理量都在，图象如下图：其中纵截距b=E，斜率-k=r例2：写出闭合电路欧姆定律：变形一：变形二：原来一个表达式还可以有多重变形！，画出多种一次函数图象！例3：写出闭合电路欧姆定律：变形一：变形二：下面来做几道练习题，熟练一下：练习1：练习2：下面我们讲解常见的“伏安法”测量电源的电动势和内阻的实验的误差分析。

电路图如图所示：表达式：如公式所示，测量多组U和I的数据，画出U-I图象，那么图象的斜率就是-r，图象的纵截距是E。

如下图：等效电源法我们将虚线方框中部分看做等效电源（一个新电源），此时电压表测量的是节点a、b之间的电压，电流表测量的是流过“等效电源”（新电源）的电流。

也就是说此时电压表、电流表测量的是“新电源”的路端电压和干路电流！接下来我们需要知道，“新电源”的电动势和内阻，此即为我们的测量值！“等效内阻”的定义外电路短路时，等效电源的电动势除以干路电流即等效电源的内阻。

我们将ab之间的外电路短路，如图：此时，ab之间外电路的电流为，由于电压表的分流效应，导致电流表测量值偏小，最终导致实验的测量值，电动势偏小内阻偏小还有另外一种实验电路，如图：原理与上图第一种方法相同。

高中物理实验：伏安法测电动势和内阻

伏安法测电动势和内阻1.测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I 图像如下:（1）闭合开关前为防止电表过载滑动变阻器的滑动头P 应放在处（2）现备有以下器材：A.干电池1 个B.滑动变阻器（0~50Ω）C.滑动变阻器（0~1750Ω）D.电压表（0~3V）E.电压表（0~15V）F.电流表（0~0.6A）G.电流表（0~3A）其中滑动变阻器应选，电流表应选，电压表应选。

(填字母代号)（3）由U-I 图像。

由此可知这个干电池的电动势E= V，内电阻r= Ω。

（4）由于电压表的分流作用使本实验电路存在系统误差，导致E 测E 真，，r 测r 真(填“>”“<”或“=”)【答案】a B D F 1.5 0.75 < <【解析】（1）[1] 闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P 应放在最大值位置处，即a 处。

（2）[2]滑动变阻器起控制电流的作用，而电源电动势大约1.5V，电路中电流较小，故为了便用调节，滑动变阻器选取B。

[3]电源电动势大约1.5V，因此电压表选择量程为3V 的比较合适，故电压表选择D，[4]由图可知，电路中的电流较小，因此电流表选择F。

（3）[5]在U-I 图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为 1.5V；[6]图象中的斜率表示电源的内阻，则有：r = 1.5 -1.2 = 0.75 Ω0.4（4）[7][8]由图所示电路图可知，相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表分流，电流测量值小于真实值，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I 图象如图所示：电源的U-I 图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻，由图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值。

2.利用如图甲所示的实验电路图测量两节干电池组成的电源的电动势和内阻．甲乙（1）在实验操作正确的情况下测得数据记录在下表中，请在图乙中作出U-I 图像．（2）根据U-I 图像，可得该电池组的电动势E= V，内阻r=Ω．（结果均保留两位有效数字）（3）本实验存在系统误差，原因是（选填“电压表分流” 或“电流表分压”），由此造成电源内阻测量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值．【答案】 3.0 1.0电压表分流小于【解析】（1）[1]根据表中数据可得下图（2）[2] 根据U-I 图像，可得该电池组的电动势即为U 轴交点即E=3.0V；[3] 1图像斜率表示r，所以内阻r = 1.0Ω；（3）[4]由于电路采用内接法，电压表分流是导致误差的主要原因；[5]因为采用内接法，所以电流表测量值比电源电流要小，因此电源内阻测量值偏小。

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。

高中物理电源电动势及内阻的测定

电源电动势及内阻的测定电源电动势是反映不同电源把其它形式的能转化为电能的本领的物理量。

电源内部对电流有阻碍作用，叫做内电阻，简称内阻。

测定电源电动势和内阻的实验是电学部分中的重要实验。

我们知道，不接用电器时，电源两极间电压的大小就等于电源的电动势，因此只要将电压表直接接在电源的两极上，就可粗略地测出电源的电动势。

如何才能更准确地测定电源的电动势和内阻呢？在闭合电路中，电源电动势内外U U E +=，而E-Ir U E U ==内外-。

由此可知，要测量电源电动势及内阻，可以通过调节外电阻R ，分别用电压表和电流表读出两组电路中的电流和路端电压的值，由r I E U 11-=，r I E U 22-=求得电源电动势121221I I I U I U E --=，电源内阻1221I I U U r --=。

其电路可以有如图1、2的两种连接方式。

为了进一步减小误差，我们还可以利用图象来处理测量的数据。

在上一测定过程中，通过调节外电阻R ，至少测出六组对应的电流I 、电压U ，且电流、电压的变化范围要尽可能大些，然后在U —I 坐标系中描点作图，把标记点连成直线或平滑曲线，如图3所示。

需要注意的是：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两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。

由图线在纵轴上的截距就是电动势E ，图线与横轴的交点表示短路电流，斜率的绝对值就是内阻αtan ==∆∆=mI EI U r 。

通常在实验室是测定干电池的电动势和内阻，由于干电池内阻较小，U 的变化较小，坐标图中数据点将呈如图4所示的状况，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5所示。

此时图线与横轴交点不表示短路电流，要在直线上任取两个相距较远的点，用IUr ∆∆=计算出电源的内图1图3图1 图2图5图4阻。

不过用图象法处理数据后，仍然存在一定的误差。

现分析于后：由图1可知：U U U ==测真，V R U I I +=测真，而V-ΔR U I I I ==测真，显然I ∆随U 的增大而增大，我们可以在原图上画出一条修正线，如图6所示，该直线在横轴上与原直线相交于短I (U ＝0时，I ∆=0)，与纵轴交点交于真E ，图中纵截距为电动势E ，横截距为短路电流，斜率的绝对值为内电阻，由图可知真测E E 〈、真测r r 〈。

高中物理课件测量电源的电动势和内阻

(1)若考虑电流表、电压表内阻的影响，现希望能准确地测出这节干电池的电动势和内阻，则应选择__________(选填“甲”或“乙”)电路进行实验.为了调节方便，则滑动变阻器应该选择________(选填“R1”或“R2”)。 (2)在进行了正确的选择和操作后，某同学通过调节滑动变阻器的滑片得到两组电流表与电压表的示数，分别为U1=1.0 V，I1=0.3 A；U2=0.7 V，I2=0.5 A。由此可求得该干电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。
1
2
3
4
5
6
U/V
I/A
4.断开开关，整理好器材。
【思考·讨论】若使用旧电池进行该实验时，发现路端电压U随电流I变化仍不明显，用什么方法可以使这个变化更明显一些。提示：如图所示给电源串联一个定值电阻，既作为保护电阻，又可以增加电源的等效内阻，使电压表的示数有明显的变化。
【数据的分析与处理】
类型二创新型实验
【典例3】根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示的
电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，在1、2位置处接一
电压传感器，可直接显示R0两端的对应电压U12。对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据，在 1 -R坐标系中描出坐标点，
三、实验原理与设计 1.伏安法： (1)原理图
(2)主方程：E=U+Ir。 (3)主要器材：滑动变阻器、电流表、电压表。 (4)实验设计：通过调节滑动变阻器，只需测出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。
2.安阻法： (1)原理图
(2)主方程：E=IR+Ir。 (3)主要器材：电阻箱、电流表。 (4)实验设计：通过调节电阻箱，只需测出R、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。

高中物理必修3闭合电路测定电源的电动势和内阻

测定电源的电动势和内阻【学习目标】1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法.2.掌握用图象处理实验数据的方法.3.掌握实物图连接的技巧．1．实验原理(1)实验依据：闭合电路欧姆定律．(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＝Er ；③图线的斜率表示r ＝|ΔU ΔI|.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．基本操作(1)电流表用0.6A 量程，电压表用3V 量程，按实验原理图连接好电路．(2)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端．(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)．用同样的方法再测量几组I 、U 值．填入表格中．(4)断开开关，拆除电路，整理好器材．4．注意事项(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．(2)电流不要过大，应小于0.5A，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．|确定．(4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r＝|ΔUΔI (5)电流表要内接(因为r很小)．5．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.考点一对实验原理与操作的考查例1图甲是利用两个电流表和测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1的阻值和电流表的内阻之和为10000Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，为理想电流表．[来源学科网](1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线完成实物电路图．(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至____(填“a端”、“中央”或“b端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068在图丙所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1—I2图线．(4)利用所得图线求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I短＝________A.考点二对数据处理与图象应用的考查例2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．图甲图乙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，请在图甲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”)．创新实验设计测定电源的电动势和内阻的其他几种方法1．安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：E ＝I 1(R 1＋r )，E ＝I 2(R 2＋r )，由此可求出E 和r ，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大．2．伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所示，测量原理为：E ＝U 1＋U 1R 1r ，E ＝U 2＋U 2R 2r .由此可求出r 和E ，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．3．伏伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图丙所示．测量方法为：断开S ，测得V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，此时，E ＝U 1＋U 2＋U1R V r ，R V 为V 1的内阻；再闭合S ，V 1的示数为U 1′，此时E ＝U 1′＋U 1′R Vr ，解方程组可求得E 、r .图甲图乙图丙4．粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源的电动势，此时U ＝ER VR V ＋r≈E ，需满足R V ≫r .例3某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精确度，需要测量电压表的内阻．实验器材中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图甲所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量．他用到的实验器材有：待测水果电池组(电动势约4V ，内阻约50Ω)、双向电压表(量程为2V ，内阻约为2kΩ)、电阻箱(0～9999Ω)、滑动变阻器(0～200Ω)，一个单刀双掷开关及若干导线．(1)该同学按如图甲所示电路图连线后，首先测出了电压表的内阻．请完善测量电压表内阻的实验步骤：图甲图乙①将R 1的滑动触头滑至最左端，将S 拨向1位置，将电阻箱阻值调为0；②调节R 1的滑动触头，使电压表示数达到满偏；③保持__________不变，调节R 2，使电压表的示数达到________；④读出电阻箱的阻值，记为R 2，则电压表的内阻R V ＝________.(2)若测得电压表内阻为2kΩ，可分析此测量值应________真实值．(填“大于”、“等于”或“小于”)[来源学科网](3)接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下：①将开关S 拨至________(填“1”或“2”)位置，将R 1的滑动触片移到最________端，不再移动；②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一个合适值，记录下电压表的示数和电阻箱的阻值；③重复步骤②，记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值．(4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R ，作出1U －1R 图象，则可消除系统误差，如图乙所示，其中纵截距为b ，斜率为k ，则电动势的表达式为________，内阻的表达式为________．1．下列给出多种用伏安法测定电源电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是()A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和rB．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值C．测出多组I、U的数据，画出U—I图象，再根据图象求出E、rD．测出多组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r2．用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻，提供的器材如图甲所示．(1)用笔画线代替导线把图甲所示的实物连接成测量电路．(两节干电池串联作为电源，图中有部分线路已连接好)(2)图乙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，按照这些实验值作出U－I图线，由此图线求得的电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留小数点后两位数字)3．某班举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为用规定的电学元件设计合理的电路图，并能较准确地测量一电池组的电动势及其内阻．给定的器材如下：A．电流表G(满偏电流10mA，内阻10Ω)B．电流表A(0～0.6A～3A，内阻未知)C．滑动变阻器R0(0～100Ω，1A)D．定值电阻R(阻值990Ω)E．多用电表F．开关与导线若干(1)小刘同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图12所示，则该电表读数为________V.(2)该同学再用提供的其他实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在图乙上完成实物连线．(3)图丙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I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可以得到被测电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(保留2位有效数字)．4．小明要测量一电源的电动势E 和内阻r ，实验器材有：一只DIS 电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I 表示)，一只电阻箱(阻值用R 表示)，一只开关和导线若干．该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据．图甲图乙图丙(1)小明设计该实验的原理表达式是________(用E 、r 、I 、R 表示)；(2)小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，在实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω；(3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1I －R 图象，则由图象求得，该电源的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω(结果均保留两位有效数字)．5．根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示电路可以测定电池的电动势和内电阻．图中R 0是定值电阻，通过改变R 的阻值，测出R 0两端的对应电压U 12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的，根据实验数据在1U 12—R 坐标系中描出坐标点，如图乙所示．已知R 0＝150Ω，请完成以下数据分析和处理．图甲图乙(1)图乙中电阻为________Ω的数据点应剔除；(2)在坐标纸上画出1U 12—R 关系图线；(3)图线的斜率是________(V －1·Ω－1)，由此可得电池电动势E x ＝________V.一、关于“安阻法”和“伏阻法”的补充一、“安阻法”测E 和r 1．实验原理由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 .2．实验器材旧干电池、开关、变阻箱、电流表，电路图如图所示．3．数据处理(1)计算法：由E ＝I 1(R 1＋r )和E ＝I 2(R 2＋r )可解出E 和r .(2)作图法：由E ＝I (R ＋r )得：1I ＝Er R E 1由此作出1I －R 图象，由斜率（E 1）和截距（Er ）可求出E 和r .二、“伏阻法”测E 和r 1．实验原理由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 .2．实验器材旧干电池、开关、变阻箱、电压表，电路图如图所示．3．数据处理(1)计算法：由E ＝U 1＋U 1R 1r 和E ＝U 2＋U2R 2r 解方程组可求得E 和r .(2)作图法：由E ＝U ＋U R r 得：1U ＝r E ·1R ＋1E.作出1U －1R 图线，由图象的斜率（E r ）和截距（E1）可求得E 和r .二、关于系统误差的分析（老钟注：此项较难掌握，针对不同学生酌情使用）1、在数据处理的图像中（如丙图），U 为电源的中端电压，I 为通过电源的电流。

高中物理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在测定电池电动势和内阻的实验中，蕴含了多种物理实验方法和处理实验数据的方法，该实验是对学生进行科学方法教育的典型案例，也是培养学生实验能力的经典实验。

为此，测定电池电动势和内阻的实验是近几年各省市高考命题的热点，基本方法是利用电压表和电流表等实验器材操作测定〔伏安法〕，且利用图象法处理实验数据并得出结论。

但高考中对该实验的考查不再拘泥于这种方法，而是需要考生进行实验方法的创新和实验数据处理方法的迁移，这正是新高考对三维目标中对“过程与方法〞的考查。

下面就中学阶段关于该实验的多种方法给以归纳，以期对备考的师生有所助益。

一．利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻〔伏安法〕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。

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I U -关系图象，如图2所示，据Ir U E +=的变形得：E rI U +-=。

由图象可得，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。

例1．在“测定电池电动势和内阻〞的实验中，〔1〕第一组同学利用如图3实验电路进行测量，电压表应选择量程〔填“3V 〞或“15V 〞〕，实验后得到了如图4所示的I U -图象，那么电池内阻为Ω.〔2〕第二组同学也利用图3的电路连接测量另一节干电池，初始时滑片P 在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P 向左滑动一段距离x 后电流表才有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U 与x 、电流表读数I 与x 的关系图，如图5所示，那么根据图象可知，电池的电动势为V ，内阻为Ω.解析：〔1〕当用图3的实验装置进行测量时，由于一节干电池的电动势为1.5V ，所以电压表量程应选3V ；从图4中的I U -图象可知，图线的斜率表示干电池的内阻，即为Ω=Ω-=∆∆=5.130.000.145.1I U r . 〔2〕由图5可知当电路中电流表的示数为零时，电压表示数为1.5V ，即干电池的电动势为1.5V ；当路端电压为1.35V 时，电路中电流为0.15A ，那么电池内阻为Ω=Ω-==115.035.15.1I U r 内. 点评：此题考查了利用伏安法测电池电动势和内阻实验原理和图象法、公式法处理实验数据，还考查了学生利用图象分析实验现象和处理数据的能力。

(完整版)高中物理电学实验测定电源的电动势和内阻(实验+练习)

测定电源的电动势和内阻一、实验目的 1．掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律．2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法．二、实验原理1．实验依据：闭合电路欧姆定律．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．图象法处理：以路端电压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 .三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔．四、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实物电路． 2．把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端．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I 、U 值，并填入表格中．第1组第2组第3组第4组第5组第6组U /V I /A4.断开开关，拆除电路，整理好器材．五、数据处理1．列多个方程组求解，再求E 、r 的平均值． 2．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 . 六、误差分析1．偶然误差：(1)电表读数不准引起误差．(2)图象法求E 和r 时作图不准确．2．系统误差：(1)采取电流表内接法，由于电压表分流造成电动势和内阻的测量值均偏小．(2)采取电流表外接法，由于电流表分压，造成内阻的测量值偏大．七、注意事项1．为了使路端电压变化明显，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．每次读数后立即断开电源． 3．要测出不少于6组的(U ，I )数据，且变化范围要大些．4．若U －I 图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 确定． 5．电流表要内接(因为r 很小)．七、练习巩固1.用如图所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻，除待测电池、电键、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1Ω B．电压表：量程3V，内电阻约40kΩC．电压表：量程15V，内电阻约60kΩ D．滑动变阻器：0～200Ω，额定电流1AE．滑动变阻器：0～50Ω，额定电流2A（1）为了使测量结果尽量准确，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________（均填仪器的字母代号）。

高中物理电源电动势和内阻的测定方法学法指导

高中物理电源电动势和内阻的测定方法测定电源电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，从这一原理出发，当所给测量仪器不同时，会出现多种不同的方法。

下面结合例题作具体分析。

1. 伏安法例1 测量电源的电动势E 及内阻r （E 约为4.5V ，r 约为1.5Ω）。

器材：量程为3V 的理想电压表V ，量程为0.5A 的电流表A （具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，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I 1、I 2、U 1、U 2及R 表示）解析由闭合电路欧姆定律E=U+Ir 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： 122112I I U I U I 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3V ，而路端电压的最小值约为V 75.3V )5.15.05.4(Ir E U =⨯-=-=，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 ”，R 叫做保护电阻），这样此电源的“路端电压”的最小值约为V 3V 75.1V )5.55.05.4()r R (I E U <=⨯-=+-=，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。

图1调节滑动变阻器R'测两组电压和电流分别代入①②两式，得：211221I I U I U I E --=，R I I U U r 2112---= 说明此种方法所测E 偏小，r 偏小。