测量电池的内电阻
【目的和要求】
利用密封型的气压式可调内阻电池验证内、外电路上的电压之和等于电源的电动势,由此得出闭合电路的欧姆定律;然后应用闭合电路的欧姆定律测量气压式可谓内阻电池的内电阻。
【仪器和器材】
气压式可调内阻电池,简式电阻箱(J2362-1型或J2362型),直流电流表(J0407型或J0407-1型),直流电压表(J0408型或J0408-1型),单刀开关2个(J2352型),双刀双掷开关,导线若干。
【实验方法】
由于气压式可调内阻电池很容易改变内电阻的大小并保持稳定相当长的时间,所以利用它测量电池的内电阻,作为闭合电路欧姆定律的一个实际应用是合适的。
1.按图4.10-3连接电路。图中R是简式电阻箱,B是气压式可谓内阻电池,V是直流电压表,S1、S2为单刀开关。
2.由闭合电路的欧姆定律E=IR+Ir可知,当r=R,即电池的内电阻等于外电阻时,内电压Ir与外电压IR相等,此时IR=Ir=E/2。反过来,测定了E值后,若调整电 阻箱R的值,使外电压V外=E/2,则此时电阻箱的R值等于电池的内阻r,这就是我们这里要采用的测电池内阻的方法。
3.首先拧松打气球橡皮管上的螺丝,让通道槽上方与大气相通,通道槽液面与两端液面相平,由于此时通道槽液面最高,相应的内电阻最小。断开开关S1,闭合开关S2,这时电压表的读数等于电池的电动势E。
4.闭合S1、S2,调节电阻箱的阻值使电压表的示数为E/2,电池的内电阻r与这时电阻箱的阻值相等。
5.用打气球向通道槽内打气,当液面下降一些后,关上打气球的阀门(拧紧螺丝),使得通道槽液面保持稳定。断开S1,闭合S2,记下电动势E的值。然后闭合S1、S2,调节电阻箱的阻值使电压表示数为E/2,记下测得的内电阻r的数值。
6.重复5中的步骤,测出继续打气后电池的内电阻。上述测量结果记入表2中。
表 2 电池的内电阻
实验次数 |
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电动势E(伏) |
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内电阻r(欧) |
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