沪科版高考物理一轮复习：实验9《测定电源的电动势和内阻》ppt精编课件.ppt

实验九测定电源的电动势和内阻 实验目的1 掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法 进一步理解闭合电路欧姆定律 2 掌握用图像法求电动势和内阻的方法 实验原理1 实验依据 闭合电路欧姆定律2 实验电路 如图7 5 1所示 图7 5 1 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 实验步骤1 电流表用0 6A量程 电压表用3V量程 按图7 5 1连接好电路 2 把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端 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 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 误差分析1 由读数误差和电表线性不良引起误差 2 用图像法求E和r时 由于作图不准确造成的误差 3 本实验采用的图7 5 1所示的测量电路是存在系统误差的 这是由于电压表的分流IV引起的 使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真 因为I真 I测 IV 而IV U RV U越大 IV越大 U趋近于零时IV也趋近于零 所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流 而图线与纵轴的交点为电动势的测量值 比真实值偏小 修正后的图线如图7 5 2所示 显然 E r的测量值都比真实值偏小 r测 r真 E测 E真 4 若采用如图7 5 3甲所示电路 电流是准确的 当I很小时 电压表的分流很小 但随电压的增大 电流I增大 电流表的分压作用也逐渐增大 图7 5 1 此种情况如图乙所示 所以E测 E真 r测 r真 图7 5 3 注意事项1 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻应选的大些 选用已使用过一段时间的干电池 2 在实验中不要将I调得过大 每次读完U和I的数据后应立即断开电源 以免干电池在大电流放电时极化现象严重 使得E和r明显变化 3 测出不少于6组I U数据 且变化范围要大些 用方程组求解时 类似于逐差法 要将测出的I U数据中 第1和第4组为一组 第2和第5组为一组 第3和第6组为一组 分别解出E r值再求平均值 4 在画U I图线时 要使尽可能多的点落在这条直线上 不在直线上的点应对称分布在直线两侧 不要顾及个别离开直线较远的点 以减小偶然误差 5 干电池内阻较小时 U的变化较小 此时 坐标图中数据点将呈现如图7 5 4甲所示的状况 使下部大面积空间得不到利用 为此 可使纵坐标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 如图乙所示 并且把纵坐标的比例放大 可使结果的误差减小 此时图线与横轴交点不 图7 5 4 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 20 C 滑动变阻器 0 1k 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 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7 5 5所示 图7 5 5 答案 1 BE 2 见解析 某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中 串联了一只2 的保护电阻R0 实验电路如图7 5 6甲所示 图7 5 6 1 按电路原理图甲连接实物图乙 2 该同学连好电路后 顺利完成实验 测得下列五组数据 根据数据在图7 5 7坐标上画出U I图像 并求出该电池的电动势E V 内阻r 图7 5 7 3 考虑电表本身电阻对测量结果的影响 分析造成本实验系统误差的原因是 解析 1 实物连线图如图7 5 8 a 所示 2 电池的U I图像如图 b 所示图像与纵轴截距表示电动势E 1 92V 图7 5 8 3 在本实验中 由于电压表V的分流作用 所以通过电源的电流大于电流表的示数 所以产生系统误差的原因是电压表V的分流作用 答案 1 见解析 2 图像见解析1 920 83 3 见解析 某研究性学习小组采用如图7 5 9甲所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r R为电阻箱 V为理想电压表 其量程略大于电池电动势 实验中通过多次改变电阻箱的阻值R 从电压表上读出相应的示数U 该小组同学发现U与R不成线性关系 于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示 回答下列问题 1 根据表中的数据和实验原理 你认为第 填序号 组数据是错误的 原因是 3 由图线可知 该干电池的电动势E V 内阻r 保留两位有效数字 图7 5 9 图7 5