选修31第八章实验十测定电源的电动势和内阻

1、实验十 测定电源的电动势和内阻、基本原理与操作操作要领原理电路图、数据处理1.计算方法(1) 连接电路： 按实验电路图连接好电路(2) 测量与记录： 闭合开关，调节滑动变 阻器，测量出多组 I、U 值，填入对应 的表格中EU1I1r解方程组EU2I2rI1U2I2U1I1I2U2U1I1I2求平均值2.图像法：画出电源的由 UrI Ekr bE(1) 图线与纵轴交点为 E(2) 图线斜率的绝对值表示 r |UI |注意事项(1) 可选用旧电池： 为了使电路的路端电压变化明显。(2) 电流不要过大，读数要快： 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。(3) 合理选择标

2、度： 为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从零开始，则 图线和横轴的交点不再是短路电流，应根据 r |UI |确定。误差分析(1) 用图像法求 E 和 r 时作图不准确。(2) 由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。(3) 本实验中测量结果是： E 测E 真， r 测 ”“”或“” ）解析 （1）将定值电阻 R1和电流表 G 串联，相当于把电流表 G 改装成了一个电压 表，由部分电路欧姆定律可知 UVI（RgR1）2 V。（3）电路中的总电流可表示为 I 总I，对闭合电路有 EI 总（r R0）1I（R1Rg），联立可解得 I R1Rg)ER0r）1 R1Rg R0rRE（R1Rg

3、）（ R0r）（3027）1021（4）由题图乙中斜率 k（R1Rg）E（ R0r）（130005207）11003 A1，解得 E2.08 V。（5）根据公式可知该实验中电动势测量结果无系统误差，故测得的电动势E 测与真实值 E 真相等。答案 (1)2(3)1I (R1Rg)E(R0r)R1R1RgER0r(4)2.08(2.072.09I E R E均可 ) (5)2. 某同学为了测定一个笔记本电脑电池板的电动势和内阻(1)他先用多用电表直 接测电池板的两 极电压，应将红表笔接在 电池板的 (填“正”或“负” )极。(2)接下来该同学用如图 9的电路来完成电动势和内阻的测量， 图 9中电压

4、表和开 关之间的 3 种连接方式，其中正确的是 。(填“”“”或“” )。图9(3)该同学两次实验记录的电压表读数为 10.6 V 和 11.8 V，电流表读数为 0.51 A 和0.44 A，他将以上数据填入表格，请判断下列数据记录正确的表格是 (填“表 1”或“表 2”)。(4) 请判断，从第 1次实验到第 2次实验，滑动变阻器滑动触头向 (填“右”或“左” )滑。解析 (1)多用电表测电压，电流应从红表笔流进，故红表笔应接电池板的正极。(2)从表中数据来看，量程应选择 015 V，开关要控制整个电路，故应选线(3) 由路端电压与电流的关系可知，表 1数据符合实际。(4) 滑动变阻器连入电

5、路中的电阻越小，电压表的示数越小，电路中电流越大，故 从第一次实验到第二次实验，滑动变阻器的滑动触头向左移动。答案 (1)正 (2) (3)表 1 (4)左3. 某探究性学习小组利用如图 10所示的电路测量电池的电动势和内阻。 其中电流 表 A1的内阻 r11.0 k ，电阻 R19.0 k ，为了方便读数和作图，给电池串联一 个 R03.0 的 电阻。图 10按图示电路进行连接后，发现 aa、bb和 cc三条导线中，混进了一条内部断开 的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键 S闭合，用多用电表的电压 挡先测量 a、b间电压，读数不为零，再测量 a、a间电压，若读数不为零，则一 定是导

6、线断开；若读数为零，则一定是 导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到 电流表 A1 和 A2的多组 I1、I2 数据，作出图像如图 11。由 I1I2 图像得到电池的 电动势 E V，内阻 r 。图 11解析 用多用电表的电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有 断路，回路中无电流，将电压表接在 a、b间后有示数，说明电路被接通，即 a、 b间有断路故障，再测量 a、a间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到 a、a间，则一定是 aa导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接 通，电路故障一定是 bb导线断开。根据闭合电路的欧姆定律得 EI1（R1r1）（I1 I2）（R0r），I1 I2，上式可简化 为 EI1（R1r1）I2（R0r），读出两点坐标： （60