重庆市万州分水中学高考物理一轮复习指导课件：第7章 第5讲 实验：测定电源的电动势和内阻

第七章恒定电流 第五讲实验 测定电源的电动势和内阻 一 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 Zxxk2 学会用图象法求电源的电动势和内阻 二 实验原理1 实验依据 闭合电路欧姆定律 2 实验电路 如图甲所示 4 作图法数据处理 如图乙所示 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 四 实验步骤Zxxk1 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 二是图象法 法一 公式法 取六组对应的U I数据 数据满足关系式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 六 误差分析1 偶然误差 1 由于电表读数不准引起误差 2 用图象法求E和r时 由于作图不准确造成的误差 3 测量过程中通电时间过长或电流过大 都会引起E r变化 2 系统误差由于电压表内阻影响而导致的误差 如图 甲 所示 在理论上E U IV IA r 其中电压表示数U是准确的电源两端电压 而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差 而且电压表示数越大 IV越大 Zxxk 结论 1 当电压表示数为零时 IV 0 IA I短 短路电流测量值等于真实值 2 E测 E真 七 注意事项1 电池选取 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻宜大些 选用已使用过一段时间的干电池 Zxxk2 实验操作 干电池在大电流放电时 电动势E会明显下降 内阻r会明显增大 因此 实验中不宜将电流调得过大 电表读数要快 每次读完数后立即断开开关 3 数据要求 要测出不少于6组的 U I 数据 且变化范围要大些 4 描点画图 画U I图线时 由于读数的偶然误差 描出的点不在一条直线上 在作图时应使图线通过尽可能多的点 并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧 个别偏离直线太远的点可舍去 这样就可使偶然误差得到部分抵消 从而提高精确度 5 纵轴标度的确定 由于干电池的内阻较小 路端电压U的变化也较小 画U I图线时 纵轴的刻度可以不从零开始 而是依据测得的数据从某一恰当值开始 横坐标I必须从零开始 但这时图线和横轴的交点不再是短路电流 而图线与纵轴的截距仍为电源电动势 图线斜率的绝对值仍为内阻 2012 福建高考 某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E 1 先直接用多用电表测定该电池电动势 在操作无误的情况下 多用电表表盘示数如图 其示数为 V 从图线中可求得E V 解析 1 选择开关位于直流电压10V档 按电表中央刻度0 10V刻度读数 最小刻度为0 2V 电池的电动势为9 4V 2 连接电路如答案图所示 所作图象见答案图 答案 1 9 4 2 连线如下图 所作图象如下图 10 在测定电源电动势和内阻的实验中某同学所用电路图和测得的数据如下 1 实验误差分系统误差和偶然误差两种 该实验的系统误差主要是由 引起的 2 用给出的数据在图中画出U I图线 从你作出的图象中可以发现该同学记录的第 组数据有误 Zxxk 3 求得电动势E V 内阻r 均保留两位有效数字 解析 1 电压表与电流表并联 由于电压表分流作用 造成流过电源的电流大于电流表的测量值 这样就产生了系统误差 2 画出U I图线如图所示 第3组数据有误 因为其他组的数据相邻的两组差值近似相等 答案 1 电压表的分流 2 U I图线见解析3 3 1 51 8 在测量电源的电动势和内阻的实验中 由于所用电压表 视为理想电压表 的量程较小 某同学设计了如图所示的实物电路 1 实验时 应先将电阻箱的电阻调到