高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律4、2测量电源的电动势和内阻学案沪科版选修3_1

高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律4、2测量电源的电

动势和内阻学案沪科版选修3_1

一、实验目的

1．掌握测量电源电动势和内阻的实验原理、实验电路和实验方法．

2．学会用图像法处理实验数据．

二、实验器材

待测电池，电压表(0～3 V)，电流表(0～0.6 A)，滑动变阻器(10 Ω)，电键，导线．

三、实验原理

1．如图4-2-1甲所示，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组I和U的值，由U＝E－Ir可得：

E＝，r＝.

甲乙

图4-2-1

2．为减小误差，至少测出六组U和I值，且变化范围要大些，然

后在U－I图中描点作图，由图线纵截距和斜率找出E、r(r＝)如图

4-2-1乙.

一、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按图连接好电路，并将滑动变阻

器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端．

图4-2-2

2．闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端

移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数．

3．同样的方法，依次记录多组U、I值．

4．断开开关S，拆除电路．5．以U为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，

过这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出

内电阻．

二、数据处理

为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法：

1．公式法

利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录且如表所示：

r2，E3、r3，求出它们的平均值

E＝，r＝作为测量结果．

2．图像法

把测出的多组U、I值，在U-I图中描点画图像，使U-I图像的直

线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图

4-2-3所示，由U＝E－Ir可知：

图4-2-3

(1)纵轴截距等于电源的电动势E，横轴截距等于外电路短路时的

电流Im＝.

(2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻

r＝||＝.

(3)若电源内阻r＝0(理想电源)，则U＝E.