测量电源的电动势和内阻
用闭合电路欧姆定律反推参数
用电流表和电压表测定电源的路端电压和电流,作 U—I 图像,由纵轴截距和斜率求出电动势与内阻。
配套虚拟仿真:测量电源的电动势和内阻(虚拟探究)
用电流表和电压表测定电源的路端电压和电流,作 U—I 图像,由纵轴截距和斜率求出电动势与内阻。
实验目的
- 理解闭合电路欧姆定律 U = E − Ir。
- 会用 U—I 图像求电动势和内阻。
- 会分析实验中系统误差的来源。
实验原理
闭合电路欧姆定律:E = U + Ir,即路端电压 U = E − Ir。
以 I 为横轴、U 为纵轴作图,得到的是一条斜率向下的直线:纵轴截距等于电动势 E,斜率的绝对值等于内阻 r。
注意纵轴要从零附近开始(或适当调整),使图线延伸与纵轴相交才能读出 E。
关键公式 / 方程式
U = E − Ir
实验器材
干电池(或蓄电池)
电压表、电流表
滑动变阻器
开关、导线
坐标纸
实验步骤
1
设计电路
画出电路图:电流表串联在干路中,电压表并联在电源(或滑动变阻器)两端。
2
连接调试
按电路图连接,滑动变阻器先调到最大阻值,选择合适的电表量程。
3
测量多点
闭合开关,改变滑动变阻器阻值,读取 6—8 组 U、I 数据。
4
作图求值
以 I 为横轴、U 为纵轴描点连线,由纵轴截距读 E,由斜率求 r。
5
误差分析
讨论电压表分流、电流表分压带来的系统误差,比较不同电路接法的优劣。
实验现象
滑动变阻器阻值减小时,电流增大而路端电压降低。
描点连线得到的是一条向下倾斜的直线。
实验结论
结论
由闭合电路欧姆定律 U = E − Ir,U—I 图像的纵轴截距是电动势 E,斜率的绝对值是内阻 r。实验中电压表的分流作用会使测得的 E 和 r 都偏小。
安全提示
请务必遵守以下安全要求
干电池不宜大电流长时间放电,实验时接通时间要短。
注意电表量程和正负接线柱,滑动变阻器接入阻值不能调到零以防短路。