测电源电动势和内电阻的原理

核心提示一、实验原理与方法 在闭合电路中,根据全电路欧姆定律,有 ① 其中E表示电源的电动势,U表示电源的路端电压,I表示闭合电路中的电流,r表示电源的内阻。 根据课程标准教科书,实验:测电源的电动势和内电阻可用三种方法: 方法1.伏安法

一、实验原理与方法

 

在闭合电路中,根据全电路欧姆定律,有  ①

    其中E表示电源的电动势,U表示电源的路端电压,I表示闭合电路中的电流,r表示电源的内阻。

 

根据课程标准教科书,实验:测电源的电动势和内电阻可用三种方法:

 

方法1.伏安法 

    ①式可变为 ,改变电路的外电阻R,测出一系列的I和U值,作出U-I图象。图象在U轴上的截距即为电源的电动势,直线的斜率即为内阻的负值。此方法叫伏安法,用伏特表和安培表。

 

方法2.安阻法 ①式可变为,或,改变电路的外电阻R,测出一系列的I和R值,作出R-1/I图象。图象在R轴上的截距即为电源的内阻,直线的斜率即电源的电动势E。此方法叫安阻法,用安培表和电阻箱。

 

方法3.伏阻法 ①式可变为,或,改变电路的外电阻R,测出一系列的U值,作出图象。图象在轴上的截距的倒数即为电源电动势,直线的斜率与截距的倒数乘积即为电源的内阻。此方法叫伏阻法,用伏特表和电阻箱。

 

基础实验是伏安法。安阻法和伏阻法是在伏安法实验的基础上的提高。

 

二、电路、图象及数据

图象的截距为电动势,斜率为内阻。(图见答案插图)

电池电动势和内阻的测量

如下:

实验目的:测定电源的电动势和内阻。

 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。

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。

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。

只有电压表(电流表)怎么测量电源的电动势和内阻

测定电源电动势和内阻知识点总结

掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法与原理;学习掌握用U-I图像处理数据的方法。

一、实验目的

测定电池的电动势和内电阻。

二、实验原理

如图1所示,改变滑动变阻器R的阻值,从电压表和电流表中读出六组I、U值。

数据处理:

1、计算法

根据测出的六组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出三组E、r值,最后分别算出它们的平均值。

2、图像法

即在坐标纸上以I为横坐标,U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图像。所得直线跟纵轴的交点即为电动势E值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。比如图2是个图例。

图二

三、实验器材

待测电池,电压表( 0-3V ),电流表(0-06A),滑动变阻器(10Ω),电键,导线。

图三

四、实验步骤

1.电流表用06A量程,电压表用3V量程,按电路图连接好电路。

2 把变阻器的滑动片移到一端,使其接入电路的阻值最大。

3.闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I1、U1),用同样方法测量六组I、U的值。

4 打开电键,整理好器材。

5.处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。

五、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E会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过03A,短时间放电不宜超过05A。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E、r值再平均。

4.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,这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。

五、测定电源的电动势和内阻考点简析

测定电源电动势和内阻的方法很多,涉及的方方面面也很多,考查灵活,一直是高考中最热点的内容之一,考查方面有:

⑴电路的选择。本实验有不同的方法测定E、r,故可以设计不同的实验电路,其误差来源也不尽相同;

⑵仪器的选择。不同的实验条件导致实验器材要进行选择使用,以尽量减小实验误差;

⑶线路的连接;

⑷数据的处理。既可以做出U-I图像,还可以做出I-U图像,还可以作出R-(1/I)图像等。

后续将再对测定电源电动势和内阻相关知识点进行探讨。

测电源电动势与内阻的方法总结

用电压表直接测量电源空载电压就等于电源电动势(电压表内阻越大越准确)

用电流表直接短接电源测出短路电流,再用电动势除以短路电流就等于电源内阻(注意这是理论分析,切不可用电流表搭在电源两端,否则短路电流会造成严重伤害!)

关于测电源电动势和路端电压的问题 为什么把电压表直接接入电源两极,测的是电动势,我要详细的原因,

今晚做了几道测电动势与内阻的实验题,发现以前也做了一些、甚至不少,但因为从来就没有总结、没有形成这类型题的方法,导致每次像做新题一样,做题的效率大幅度降低。

因为今晚是带着目的去做,就是总结方法,真正的掌握它,方法更科学了,目的性更强了,所以就逐渐明白了一些方法,收获也大一些,下面总结一下。

首先讲原理,这个实验需要两种可以直接测量的仪器或电路元件,最简单的是书上采用的“电压表、电流表”方法,电压表测外电路电压,电流表外接测干路电流,注意这里通常采用外接而不用内接,因为电流表电阻小,分压小,几乎可以忽略,而电压表分流大一些,所以用外接误差更小。

除此之外,还有很多其他的接法,比如电压表与电阻箱连接,电流表与电阻箱连接,前者电压表与电阻箱并联,除了一方面测出电压,也计算出电流从而表示电路内压;后者电流表与电阻箱串联,可以通过电流计算出所有电压。

当然,有时题目复杂一些,就会说电压表或电流表量程太小,不能测量电源电压等,这就需要电表改装,基本的方法就是电压表串联一个电阻,根据串联电路的分压规律、结合所需电压,就能确定串联多大阻值的电阻;而电流表并联一个电阻,利用它的分流规律增大测量量程,就是用小量程(表盘还是原来的刻度)测大电流。

最后在得出电动势与内阻过程中,就有两种方法处理,一是根据至少两次的测量、列出方程,从而解出答案;一种是根据多次测量,画出对应的图像,当然是根据两个测量量建立坐标系,如电压表、电流表的就用U-I图像,如果电流表、电阻箱的,就 的图像,如果是电压表、电阻箱的,就用 的图像。之所以更常用图像求解,一方面是因为图像更能排除偶然误差,结果更准确,而且出题人也更愿意考察图像与物理量的一一对应关系。当然不管哪种方法,都会有系统误差,这个需要更巧妙的实验来减少或排除。

如电压表与电流表测电动势、内阻实验中,由于电流表有内阻,导致了电源内阻测量不准,偏大,实际上是测出的是电源内阻与电流表内阻的和,电动势测量没有误差。

以上分析了部分测电动势与内阻的方法,这些也是常用的方法。我们要非常了解实验的原理、电路图、表达式与误差的情况。最终做到一看到题目,就明白它是属于哪种情况,能够快速做出来。

希望遇到更多新颖的测电动势、内阻的题目,遇到更多巧妙的方法,继续加油吧!

这是一个理想化的说法,前提是你的电压表内阻是无穷大的

在电源供电电路中,电源电动势等于内电压与外电压之和外电压可以用电压表直接测量电源的两端,或者用输出电流乘以外电路电阻;内电压等于输出电流乘以电源内阻当电路没有输出电流电流时,即外电路是断路的,这时候用电压表直接测量电源的电压加上内电压也等于电动势,但由于输出电流为零(假设电压表的内阻无穷大),内电压也就等于零,所以这时候的电源电压就是电动势

 
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