测电源的电动势和内阻实验

如题所述

测电源的电动势和内阻实验如下:

实验原理

闭合电路的欧姆定律。

实验方法

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E=U+U/R*r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。

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。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。

误差分析

(1)电流表相对于待测电阻(电源内阻)外接,实测的E和r都小于真实值。

(2)电流表相对于待测电阻(电源内阻)内接。

任一种电路都存在系统误差,若电源内阻较小时,不能采用图“内接法”甲中的测量电路,尽管电动势的测量值准确,但内阻的测量误差很大,因此要选用图“外接法”甲中的测量电路。

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