高三物理一轮精品课件 实验九 测定电源的电动势和内阻课件 新人教版.pptVIP

实验九测定电源的电动势和内阻 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 实验步骤1 电流表用0 6a量程 电压表用3v量程 按图甲所示连接好电路 2 把滑动变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端 3 闭合开关 调节滑动变阻器 使电流表有明显示数并记录一组数据 u1 i1 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 五 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 六 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和u的数据 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u i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 4 在画ui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 七 误差分析1 由读数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误差 3 本实验采用如图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 修正后的图线如上图所示 显然 e r的测量值都比真实值偏小 r测 r真 e测 e真 4 若采用如图甲所示电路 电流是准确的 当i很小时 电流表的分压很小 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 此种情况的u i图线如图乙所示 所以e测 e真 r测 r真 八 实验改进由于在测量电路中 电压表的分流作用和电流表的分压作用 给实验带来了系统误差 以下为两种有针对性的改进措施 1 实验时可以引入辅助电源 如图所示 e 为辅助电源 利用当辅助回路和测量回路的电流相等时灵敏电流计g中无电流这一特点 在测量电路中没有电流表的情况下 仍然测得其回路中的电流 从而消除由于电流表的内阻带来的误差 2 在实验中由于电压表的分流 从而使电流表的示数小于流过电源的电流 而给测量带来误差 可以将电压表的内阻测出 进而求出电压表的分流iv 那么通过电源的电流就为ie ia iv 就可以消除由于电压表的分流而带来的误差 例1 用如图所示的电路 测定一节干电池的电动势和内阻 电池的内阻较小 为了防止在调节滑动变阻器时造成短路 电路中用一个定值电阻r0起保护作用 除电池 电键和导线外 可供使用的实验器材还有 a 电流表 量程0 6a 3a b 电压表 量程3v 15v c 定值电阻 阻值1 额定功率5w d 定值电阻 阻值10 额定功率10w e 滑动变阻器 阻值范围0 10 额定电流2a f 滑动变阻器 阻值范围0 100 额定电流1a 那么 1 要正确完成实验 电压表的量程应选择 v 电流表的量程应选择 a r0应选择 的定值电阻 r应选择阻值范围是 的滑动变阻器 2 引起该实验系统误差的主要原因是 实验器材和实验误差 解析 1 由于电源是一节干电池 1 5v 应选择量程为3v的电压表 估算电流时 考虑到干电池的内阻一般在几欧左右 加上保护电阻 最大电流在0 5a左右 所以选量程为0 6a的电流表 由于电池内阻很小 所以保护电阻不宜太大 否则会使得电流表 电压表取值范围小 造成大的误差 所以定值电阻选1 的 滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了 取0 10 就能很好地控制电路中的电流和电压 若取0 100 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象 2 系统误差一般由测量工具和使用的测量方法造成的 一般具有倾向性 总是偏大或者偏小 本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小 造成e测 e真 r测 r真 答案 1 30 610 10 2 电压表的分流 实验数据的处理 例2 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 9 可当标准电阻用 一只电流表 量程ig 0 6a 内阻rg 0 1 和若干导线 1 请根据测定电动势e和内电阻r的要求 设计图甲中器件的连接方式 画线把它们连接起来 解析 1 本实验是采用电流表和电阻箱组合测定电池电动势和内阻 只需将它们串联起来即可 实物连接如图 2 如图 答案 1 2 3 见解析 4 1 5 1 46 1 54 0 3 0 25 0 35 例3 某同学设计了一个如图所示