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用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻

2015-6-13 21:22:27 点击:1800 来自:admin

用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验目的是要求学生进一步熟练掌握电压表、电流表的使用方法.根据实验要求进一步明确电表量程、滑动变阻器阻值范围的选择原则,了解电表内阻对测量电路的影响及其误差分析。掌握U-I图象中纵轴及横轴数值标定的技巧.

【重要知识提示】

1.实验目的

测定电池的电动势和内电阻.

2.实验原理

根据闭合电路欧姆定律:有ε=U+Ir.对一个给定

的电池,ε和r是一定的,I和U都随负载电阻R的改变

而改变.如图3—42,只要改变R的阻值,即可测出两组J

和U数据,然后代人方程组

ε=Ul+Il r ①

ε=U2+I2 r ②

解①、②组成的方程组可得 I1U2I2U1

I1I2

U2U1

I1I2 rUI ④

以上就是本实验所依据的原理.

3.实验器材

电流表、电压表、电池、滑动变阻器、电阻箱或定值电阻、开关、导线若干.

4.实验步骤

(1)按图3—42连接好实物电路.

(2)移动滑动变阻器的滑动触头,使其接人电路的阻值最大.然后闭合开关S,读出电压表、电流表的示数U1、J1,并填人自己设计的表格内.断开开关.

(3)多次移动滑动变阻器的滑动触头,一次一次地减小变阻器的阻值,闭合开关,对应地读出电压表、电流表的测量值,并记录在表格内.

(4)断开开关S,拆除电路,整理好器材.

(5)在坐标纸上以电流J为横轴,路端电压U为纵轴,描出所记录的各组I和U值的对应点.根据描出的各实验点作U-I图线,延长U-I图线,从图线与坐标轴的交点确定出电池的电动势和内电阻.

5.误差来源

(1)由读数视差和电表线性不良引起误差.

(2)由于导线未焊接在电池的正负极及其两电池之间,因此接触不良造成电池内阻不稳定,单掷开关接触不良造成增大电池内阻.

(3)每次读完电表示数没有立即断电,而是长时间闭合开关S,甚至改变滑动变阻器阻值全过程中始终放电,造成电池电动势ε下降,内阻r增大.

(4)测量电路存在系统误差,I真=I测+Iv中未考虑电压表的分流作用.

(5)用图象法求ε和r时,由于作图不准造成的偶然误差.

 

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