(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图实－9－6甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来．图实－9－6(2)接通开关
，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录．当电阻箱的阻值R＝2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图实－9－
6乙所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R－坐标图，如图实－9－7所示，图中已标注出了
(R，)的几个与测量对应的坐标点．请你将与图实－9－6乙所示的实验数据对应的坐标点也标注在图实－9－7上．图实－9－7
(3)在图实－9－7上把描绘出的坐标点连成图线．(4)根据描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝______V，内电阻r＝___
_______Ω.[解析](1)先设计实验电路图，然后再根据电路图连线．电路图如图实－9－8所示，由欧姆定律E＝I(R＋
r＋rg)知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源电动势和内阻．因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行．图实－9－8
(2)由电流表示数可读出此时电流为0.50A，则坐标为(2,2.6)．再在坐标纸上描出该点，如图实－9－9所示．图实
－9－9(3)剔除明显有误差的点，过其他点作一条直线，如图实－9－9所示．(4)由欧姆定律I＝
得R＝－(r＋rg)，由此式可知，外电阻和电流的倒数呈线性关系．将图实－9－9中的直线延长，与纵坐标轴的交点值为－(
r＋rg)＝－0.4，则电阻r为0.3Ω，直线的斜率为k＝＝1.5，即电源的电动势为1.
5V.[答案](1)实物连线如图实－9－8所示(2)(3)如图实－9－9所示(4)1.5(1.46～1.54)0.3(
0.25～0.35)一、实验目的1．测定电源的电动势和内阻．2．加深对闭合电路欧姆定律的理解．3．掌握用图象法求电动势
和内阻的方法．二、实验原理如图实－9－1甲所示，改变滑动变阻器的阻值，从电压表和电流表中读出两组对应的数值(
U1，I1)和(U2，I2)，由闭合电路欧姆定律可得：U1＝E－I1r，U2＝E－I2r，可解出E、r的数值．然后求E、r的平均值
．图实－9－1为减少误差，多测量几组U、I值，然后在U－I图中描点作图．所得图线的延长线与U轴的交点即为电动势
E，图线斜率的绝对值即为电源的内阻(r＝)(如图实－9－1乙所示)．三、实验器材
电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔．四、实验操作1．实验步骤(1)电
流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图实－9－1甲所示连接好电路．(2)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路
的阻值最大的一端．(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)．用同样方法测量几组I
、U值，填入表格中.(4)断开开关，拆除电路，整理好器材．第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A2．
数据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法．方法一：取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1
＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解
得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．方法二：以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U－I坐标系，在坐标平
面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐
标即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率的大小即为电池的内阻r，即r＝||.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(选用已使用过一段时间的干电池)．2．要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范
围要大些，然后用方程组求解，并求平均值．3．画U－I图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过
尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去．这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度．
4．由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画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，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻．
六、误差分析1．由读数不准确和电表线性不良引起误差．2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差．3．如图实－9－2所示
，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压．而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压
表示数越大，IV越大．图实－9－2结论：(1)当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝
真实值．(2)E测测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测)，如图实－9－2所示，因为电压表和电池并联，所以r测小于电池内阻r真，
因为外电阻R断开时a、b两点间电压Uab等于电动势E测，此时电源与电压表构成回路，所以Uab－9－3所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大
，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于E.图实－9－3结论：(1)E为真实值．(2)I短测因为r＝，所以r测>r真，r测为r和RA的串联值，这时r测的测量误差非常大．
(2010·苏北四市调研)在用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中：(1)备有如下器材：A．干电池
1节；B．滑动变阻器(0～20Ω)；C．滑动变阻器(0～1kΩ)；D．电压表(0～3V)；E．电流表(0～0.6A
)；F．电流表(0～3A)；G．开关、导线若干．其中滑动变阻器应选________，电流表应选________．(只填器材
前的序号)(2)为了最大限度地减小实验误差，请在下面的虚线框中画出该实验最合理的电路图．(3)某同学记录的实验数据如下表所示，
试根据这些数据在图实－9－4中画出U－I图线，根据图线得到被测电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.
123456I/A0.100.150.200.250.300.40U/V1.321.261.18
1.131.040.93图实－9－4[解析](1)由于干电池的电动势只有1.5V，滑动变阻器应选B，从测量的数据可以
看出电流最大只有0.4A，电流表应选E.(2)电路图如图实－9－5甲所示．图实－9－5(3)作出的U－I图象如图实－9－5
乙所示，从图象可以看出在U轴上的截距为1.45V，即电源的电动势为1.45V．图象斜率的绝对值为：k＝ΔU/ΔI＝0.65/0
.5Ω＝1.3Ω.[答案](1)BE(2)如图实－9－5甲所示(3)U－I图象如图实－9－5乙所示1.451.3(2009·北京高考)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig＝0.6A，内阻rg＝0.1Ω)和若干导线． |
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