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第 12 讲 实验:电池电动势和内阻的测量
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1.理解实验原理
2.掌握电路的连接和实验器材的选择,选择测量方案;
3.实验数据处理和图像法处理实验数据并根据实验数据得出结论后,要判断图像的斜率和截距等的意义;
安法测电池电动势和内阻
一、实验思路
由E=U+Ir知,改变外电路的阻值可测出多组U、I的值,通过图像可求出E、r的值.实验电路如图所示.
二、物理量的测量
路端电压U和电流I两个物理量.而仅测两组U、I数据,联立方程解得E和r,误差可能较大,应该多次
测量,并对数据处理,才能减小误差.所以应该使用滑动变阻器改变外电路电阻,进行多次测量.
三、数据处理
1.计算法:由E=U+Ir,E=U+Ir可解得E=,r=.可以利用U、I的值多求几组E、r的值,算出它们
1 1 2 2
的平均值.
2.作图法:
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,建立平面直角坐标系,根据几组U、I测量数据,在坐标系中描点,作U-
I图像.
(2)将图线两侧延长,纵轴截距点是断路的路端电压,它的数值就是电源电动势E;横轴截距点是路端电压
U=0时的电流,它的数值就是短路电流I =.
短
(3)图线斜率的绝对值为电源的内阻r,即r==,如图所示.
3.误差分析
(1)偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确.
(2)系统误差:主要原因是未考虑电压表的分流作用,使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些.U越大,
电流表的读数与总电流的偏差就越大,将测量结果与真实情况在 U-I坐标系中表示出来,如图所示,可
见E