2023学年完整公开课版实验九

(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)掌握用图象法求电动势和内阻的方法。(1)实验依据：闭合电路欧姆定律。(2)实验电路：如图所示。(3)E和r的求解：由U＝E－Ir

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。(1)电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图所示连接好电路。(2)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端。(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(I1，U1)。用同样方法测量几组I、U值，填入表格中。第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A(4)断开开关，拆除电路，整理好器材。1．公式法取上表六组对应的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（类似于逐差法）。2．描点法(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值再求平均值。

1．偶然误差(1)由读数不准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和电流表内阻影响而导致的误差．(1)如右图甲电路：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(如图乙中虚线段)，而且电压表示数越大，Iv越大．乙

外接法

设电压表的内阻为，用E0和r0表示电源的电动势和内阻的真实值，则方程为：丁

丙内接法

设电压表的内阻为，用E0和r0表示电源的电动势和内阻的真实值，则方程为：

以上测量方法一般称为伏安法，测电源的电动势和内阻还有以下几种方法：1．安阻法用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。（相当于安培表内接）3．粗测法2．伏阻法4.双伏法

例1．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________。(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)最大(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U。下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________。(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.02例2．为测量一电源的电动势及内阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表A．量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表V1B．量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表V2C．量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V3选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表。(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时、电阻箱的阻值为15.0Ω；电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0Ω，则电源的电动势E＝_____V、内阻r＝________Ω。7.510例3．在做“测干电池的电动势和内阻”的实验中，备有下列器材供选用：A．干电池一节(电动势约为1.5V)；B．直流电流表(量程0～0.6A～3A,0.6A挡内阻为0.10Ω，3A

挡内阻为0.025Ω)；C．直流电压表(量程0～3V～15V,3V挡内阻为5kΩ，15V挡内阻为25kΩ)；D．滑动变阻器(阻值范围0～15Ω，允许最大电流为1A)；E．滑动变阻器(阻值范围0～1000Ω，允许最大电流为0.5A)；F．电键；G．导线若干；H．电池夹．(1)将选定的器材按实验要求的电路(系统误差较小)，在如图所示的实物图上连线。

解析：(1)连接图如图所示。此问涉及三点：①仪器的选择，应选A、B(0～0.6A)、C(0～3V)、D、F、G、H。②电路设计，要求系统误差较小，因干电池的内阻很小，与直流电流表(0.6A挡)的内阻相近，应采用电流表外接法(相对于电源而言)。③连接实物图，要按设计的电路顺序连线。(2)根据实验记录，画出的U－I图象如图所示，可知待测电池的内阻为________Ω。1(3)按本实验要求的电路测出的E测________E真，r测________r真。(填“大于”“小于”或“等于”)小于小于2．[2013·临沂模拟]某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，连接电路的实物图如图所示．该学生接线中错误的和不规范的做法是(

)A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表接线有错C.电压表量程选用不当D.电压表接线不妥ABD3.用如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为RV1、RV2，且RV1>RV2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为RA1、RA2，且RA1>RA2，在实验中，为了使E、R的测量值更精确一些，选择的电表应该是(

)A．V1与A1

B．V1与A2C．V2与A1 D．V2与A2AB

解析：本实验的系统误差主要来源于电压表内阻对电路的影响，电压表内阻越大，电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值，所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值，故电压表选用内阻大的好，而电流表内阻对本实验无影响，因为电流表与R是串联，不需知道R与RA的值，故电流表选用哪一个都可以．故选A、B.9．[辽宁省五校协作体2012届高三上学期期末联合考试]如下图所示，电路中的电阻均