第1部分第二章第5节学生实验：测量电源的电动势和内阻

1、第二章,第5节,理解教材新知,把握热点考向,应用创新演练,考向一,考向三,考向二,一、实验目的 (1)知道测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关系。 (2)学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。 (3)尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法。,二、实验原理 1实验电路 如图251所示,测电源电动势和内电阻原理图,图251,三、实验器材 待测电池一节，电流表(00.6 A)、电压表(03 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。 四、实验步骤 (1)确定电流表、电压表的量程，按图251所示电路把器材连接好，如图252所示。,图2

2、52,(2)把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。 (3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值。并填入下表：,(4)断开开关，整理好器材。,图253,六、注意事项 (1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。 (2)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时引起内阻r的明显变化。,图254,(4)合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差。,七、误差分析 1偶然误差,2系统误差 (1)误差分析： 若把图255中的R和电流表看成外 电路，则电压表可看

3、成内电路的一部分， 故实测出的是电池和电压表这个整体等 效的r和E。电压表和电池并联，故等效 内阻r小于电池内阻r真。r测r真，外电路断开时，ab两点间电压Uab即等效电动势E，此时电压表构成回路，故UabE真，即E测E真。 (2)减小误差的方法： 选用内阻较大的电压表，以减小电压表的分流。,图255,八、它案设计 (1)EUIr可以写成EIRIr， 如果能得到I、R的两组数据(图256)， 也可以得到关于E和r的两个方程，于是 能够从中解出E和r。这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。,图256,图257,例1测量电源的电动势及内阻的实验电路如图258甲所示。图乙中给出的器材有

4、：待测的电源(电动势约为4 V，内阻约为2 )，电压表(内阻很大，有5 V、15 V两个量程)，电流表(内阻不计，有0.1 A、1 A两个量程)，滑动变阻器(阻值范围010 )，开关，另有导线若干。试按照图甲中的电路在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路(要求正确选择电表量程，以保证仪器的安全并使测量有尽可能高的精确度)。,图258,答案见解析,例2在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1 k和0.1 ，图259中为实验原理图及所需器件图。 (1)在图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路。,图259,(2)一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据

5、在图2510中画出UI图像，,图2510,根据图像读出电池的电动势E_V，求出电池内阻r_。,(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，用公式EUIr列方程求E和r，这样做可能得出误差很大的结果，其中选用第_组和第_组的数据，求得E和r误差最大。,解析(1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示。,(3)由图线可以看出第4组数据点偏离直线最远，若取第3组和第4组数据列方程组求E和r，相当于过图中3和4两点作一直线求E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，所以选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大。,答案(1)见解析(2)1.460.71(3)34,例3(2011四川高考)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9 V的电压表 A量程为1 V、内阻大约为1 k的电压表 B量程为2 V、内阻大约为2 k的电压表 C量程为3 V、内阻为3 k的电压表,(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时、电阻箱的阻值为15.0 ；电压