第10节 实验：测定电池的电动势和内阻
一、实验目的
1．进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用．
2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻．
3．学会利用图象处理实验数据．
二、实验原理
1．原理图如图所示．
2．原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r．
即
联立求解可得
三、实验器材
被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等．
四、实验步骤
1．确定电流表、电压表的量程，按电路原理图把器材连接好，如图所示．
2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大．
3．闭合开关，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，用同样的方法测量并记录几组I和U的值．
4．断开开关，整理好器材．
五、数据处理
1．代数法：运用方程组求解E和r．
为了减小实验的偶然误差，应该利用U、I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值．
2．图象法：对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I的U－I图象是一条直线，这条直线与纵轴U的交点表示电源的电动势E，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻r．在读图时应注意图象的纵坐标是否是从零开始的，若从零开始，如图甲所示，则r＝，若不是从零开始，如图乙所示，则r＝．
六、注意事项
1．为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表．
2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化．
3．若干电池的路端电压变化不很明显，作图象时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始．
如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝求出．
4．为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些．
七、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图象时描点不很准确．
2．系统误差
(1)电流表内接时电路如图甲所示：产生实验误差的原因是由于电压表的分流造成的，测量值与真实值的关系为：
E测<E真；r测<r真．
