测量干电池的电动势和内阻实验(如何测量干电池的电动势)

导语：中学电学----测量干电池的电动势和内阻

中学中我们如何测量干电池的电动势和内阻呢？

下面将从以下几个方面讨论实验：

1. 原理

2. 电路图

3. 数据处理

4. 误差分析

1. 原理：全电路欧姆定律

由原理可知，只要测出干电池在电路中的路端电压和通过干电池的电流，即可表示出电动势和内阻。

2. 电路图

滑动变阻器分压与限流的选择：由于电池与任何电器元件都是限流接法，所以本实验电路图无需考虑滑动变阻器的分压接法或限流接法。

电压表与电流表的选择：不超过量程并使偏转角在1/3以上即可。

电流表内接与外接的选择：比较干电池内阻与电流表内阻RA的大小关系，当干电池内阻与电流表内阻接近时，选择电流表外接；当干电池内阻与电压表接近时，选择电流表内接。当然了也不太可能有和电压表组织接近的干电池，所以基本选择外接即可。但值得注意的是，由于想要测量的是干电池的阻值，所以电流表外接仍然是相对于干电池来说的，所以会造成电路图与其他实验中电流表外接有些不同。

【上图中左图为外接，右图为内接】

3. 数据处理

将电流表示数与电压表示数画在坐标轴中，得到U-I图像。

上图中，斜率表示干电池的内阻，纵截距表示干电池的电动势。

【值得注意的是，由于实验中具体操作和原理的不同，本内容在不同题目中会有不同的解法，但统一的操作是将题目所给图像的纵坐标所代表的物理量与横坐标所代表的物理量用函数表达式写出。】

4. 误差分析

本实验的误差主要来源于电压表分流和电流表分压。

当选择电流表外接时，此时电压表所测得的路端电压U是准的，但是电流表示数实际上只是电流表所在支路的电流，由于电压表分流，电流表示数比实际通过干电池的电流要小，即电流的测量值小于真实值。此时当电压表示数为零时，通过电压表表头的电流也是零，电压表分流为0，电流表示数为通过干电池的实际值，即用电流表外接时所得到的U-I图像中，横截距是准的，内阻的真实值大于测量值。

当选择电流表内接时，此时电流表测得的通过干电池的电流I是准的，但是电压表示数是路端电压U减掉电流表分压之后的值，实际上，由于电压表分流，电压表示数比实际路端电压要小，即电压的测量值小于真实值。此时当电流表示数为零时，电流表左右两端的电压是零，电流表分压为0，电压表示数为路端电压的实际值，即用电流表外接时所得到的U-I图像中，纵截距截距是准的，内阻的真实值小于测量值。

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