潘貴英

摘要：9V電池是一種供儀器使用的小型電池。為了測定其電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，用電流補(bǔ)償法、伏安法和伏特計(jì)法測量，處理這三種實(shí)驗(yàn)方法得出的數(shù)據(jù)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析比較，結(jié)果表明用電流補(bǔ)償法測出來的誤差最小。

關(guān)鍵詞：電流補(bǔ)償法；電動(dòng)勢；內(nèi)電阻

在科技日益發(fā)展的今天，各種各樣的電子設(shè)備隨即出現(xiàn)，電池的作用也在扮演著越來越重要的角色，給我們的生活提供了方便。電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻是衡量電池性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，本文以9V電池為例，用3種較為簡便的不同的方法進(jìn)行測量，比較得出電流補(bǔ)償法測量誤差較小。

1 電流補(bǔ)償法

一般的補(bǔ)償法是基于電壓相等、使檢流計(jì)指零，電流補(bǔ)償法是通過電流補(bǔ)償，不在待測物上直接測量電流，而是間接地測量電流，從而避免了內(nèi)接法中電流表的接入誤差，電路圖見圖1。

測量時(shí)調(diào)節(jié)R0和滑動(dòng)變阻器R，使檢流計(jì)指零，此時(shí)R=R1，電流表示數(shù)為I1，則有：

改變R，使R=R2，調(diào)節(jié)測量時(shí)調(diào)節(jié)R0和滑動(dòng)變阻器R，使檢流計(jì)指零，若此時(shí)電流表示數(shù)為I2，則有：

聯(lián)立（1）（2）兩式，解得：

數(shù)據(jù)記錄見表1。

此電流補(bǔ)償法是通過電流補(bǔ)償，不在待測電阻上直接測量電流而間接地測量電流從而避

免了內(nèi)接法中電流表的接入誤差。

2 伏安法

伏安法是以歐姆定律為基礎(chǔ)測定電池電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的方法， 如圖2所示。

〖JZ〗〖XCTT21.TIF〗

〖BT6〗圖2

據(jù)全電路歐姆定律，有：

εx=u1+I1（RA+rx）〖JY〗（6）

εx=u2+I2（RA+rx）〖JY〗（7）

解得：

rx=〖SX（〗u1u2[]I1I2〖SX）〗RA

εx=u1+I1×〖SX（〗u1u2[]I1I2〖SX）〗

數(shù)據(jù)記錄見表2。

〖BT6〗表2

〖BG（〗

〖BHG1*2，K3*7/8。6，K〗〖XXZS-YX〗〖〗1〖〗2〖〗3〖〗4〖〗5〖〗6

〖BH〗I（A）〖〗0.16〖〗0.25〖〗0.35〖〗0.50〖〗0.60〖〗0.80

〖BH〗U（v）〖〗8.80〖〗8.70〖〗8.60〖〗8.50〖〗8.40〖〗8.15

〖BG）〗

數(shù)據(jù)處理：用圖象法處理數(shù)據(jù)。

由圖2所示的電路可知：

即U隨I的增大而增大，我們也可以在原圖象中畫一條修正直線，該直線在縱軸上與原直線相交于（I =0時(shí)，ΔU =0），從圖像中可知：

用此方法測量，其結(jié)果雖然沒有系統(tǒng)誤差，但內(nèi)電阻的系統(tǒng)誤差卻很大。

3 伏特計(jì)法

如圖3所示，電壓表讀數(shù)為U1，調(diào)節(jié)電阻箱，使其讀數(shù)為R1，電壓表讀數(shù)為U2，據(jù)全電路歐姆定律：

數(shù)據(jù)記錄見表3。

用伏特計(jì)法測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻對伏特計(jì)的內(nèi)阻沒有要求，只要伏特計(jì)的量程稍大于或等于待測電源的電動(dòng)勢，則測量的系統(tǒng)誤差取決于伏特計(jì)的準(zhǔn)確度等級，即約為該表的標(biāo)稱誤差。用該方法測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，還具有電路簡單、測量方便的優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)論

從以上3種不同方法的測量結(jié)果來看：用電流補(bǔ)償法測電動(dòng)勢和內(nèi)電阻較好，此方法可以消除了接入電阻產(chǎn)生的誤差，但是依然存在一定的誤差。其主要原因是：1、補(bǔ)償電流用滑動(dòng)變阻器，雖然連續(xù)調(diào)節(jié)均使檢流計(jì)指零，但相應(yīng)的測量仍會有誤差；2、除了人工讀數(shù)誤差，儀器誤差外，還受當(dāng)時(shí)的環(huán)境等因素的影響。但相比之下，電流補(bǔ)償法比其他兩種方法好伏安法測量系統(tǒng)誤差較大。

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