2014测电源的电动势和内电阻.ppt

1、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 2掌握用图象法求电动势和内阻的方法,(三)测定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 (1)图线与纵轴交点为电动势E.,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0.6 A量程，电压表用3 V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、

2、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. 方法一取六组对应的U、I数据，数据满足关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r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IVU/RV，U越大，

3、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右图所示，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，但随电流I增大，电流表的分压作用也逐渐增大此种情况的UI图线如图乙所示，所以E测E真、r测r真,七、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

4、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 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表示短路电流，而图

5、线与纵轴的截距仍为电动势要在直线上任取两个相距较远的点，用r| |计算出电池的内阻r.,类型一实验原理及仪器选取 【例1】在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中： (1)备有如下器材： A干电池1节； B滑动变阻器(020 )； C滑动变阻器(01 k)； D电压表(03 V)； E电流表(00.6 A)； F电流表(03 A)； 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原理图,【解析】(1)由于干电池的电动势约为1.5 V，且要求滑动变阻器便于调节，所以滑动变阻器应选B，由于

6、考虑实验电流过大时E、r变化明显，一般通电电流不太大，通常最大为0.6 A，所以电流表应选E. (2)由于采用电流表内接法时，实验误差较小，故电路原理图如图所示,【答案】(1)BE(2)见解析,类型二实物连图及数据处理 【例2】(2013年黄冈模拟)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，实验电路如图甲所示,(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：,根据数据在图丙坐标系上画出UI图象，并求出该电池的电动势E_V，内阻r_. 丙 (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：_

7、.,【解析】(1)实物连线图如图丁所示,(3)在本实验中，由于电压表的分流作用，使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的分流作用 【答案】(1)见解析(2)1.920.77(3)见解析,类型三实验创新设计 【例3】(2013年南京质检)在测定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”) (2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R010 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”),【解析】(1)实验中电