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文档简介
1、第10节实验:测定电池的电动势及内阻,研究学考明确要求,基 础 梳 理 1实验方案 (1)伏安法:由EUIr知,只要测出U、I的 数据,就可以列出两个关于E、r的方程,从而解出E、r,用到的器材有 、 、 、 、 ,电路图如图1所示。,图1,两组,电池,开关,滑动变阻器,电压表,电流表,(2)安阻法:由EIRIr可知,只要能得到 的两组数据,列出关于E、r的两个方程,就能解出E、r,用到的器材有 、 、 、 ,电路图如图2所示。,图2,I、R,电池,开关,电阻箱,电流表,图3,U、R,电池,开关,电阻箱,电压表,2实验步骤 (1)电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程, 按实验原理图连接好
2、电路。 (2)把滑动变阻器滑片移到使其阻值最大的 一端。 (3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显的示数,记录一组数据(I、U)。用同样的方法测量几组I、U值,填入表格。 (4)断开开关,整理器材。,图4,3数据处理 (1)公式法:把测量的几组数据分别代入EUIr中,然后两个方程为一组,解方程求出几组E、r的值,最后对E、r分别求平均值作为测量结果。 (2)图象法 以I为横坐标,U为纵坐标建立直角坐标系,根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点; 用直尺画一条直线,使尽量多的点落在这条直线上,不在直线上的点,能大致均衡地分布在直线两侧;,图5,4注意事项 (1)为了使电池的路端电压变化明显
3、,电池的内阻宜大些,宜选用旧电池和内阻较大的电压表。 (2)电池在大电流放电时极化现象较严重,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电电流不宜超过0.3 A,短时间放电电流不宜超过0.5 A。因此实验中不宜 将I调得过大,读电表的示数时要快,每次读完后应立即断电。,(3)当干电池的路端电压变化不很明显时,作图象时,纵轴单位可取得小一些,且纵轴起点可不从零开始。,图6,(4)为了提高测量的精确度,在实验中I、U的变化范围要大一些,计算E、r时,U1和U2、I1和I2的差值要大一些。 (5)用伏安法测电动势E和内电阻r时,可以设计成两种电路。,图7,如图7所示,在实验中我们选择甲图的原因
4、有:依据闭合电路的欧姆定律EUIr,在实验中需要测路端电压U和通过电源中的电流I,可以看出,甲图中由于电压表的分流作用,使电流表测得的不是真实的通过电源的电流,乙图中由于电流表的分压作用,电压表测得的不是真实的路端电压,这两个电路都存在系统误差,由于电流表的电阻和电源的内阻差不多大,故电流表的分压作用不能忽略,所以选用甲图。,(6)仪器的选择 电流表量程的选择:量程要大于电源允许通过的最大电流,对于电池来讲允许通过的最大电流是0.5 A,故需要选00.6 A。 电压表量程的选择:量程要大于电源电动势,对一节干电池来讲,在大于1.5 V的情况下电压表量程越小越好。滑动变阻器的选择:滑动变阻器的最
5、大电阻为待测电阻的几倍时较好,在该实验中因电源内阻比较小,故滑动变阻器选择较小一点的即可。,典 例 精 析 在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”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)为了最大限度的减小实验误差,请在虚线框中画出该实验最合理的电路图。,(3)某同学根据实验数据画出的UI图象如图8所示,由图象可得电池的电动势为_ V,内电阻为_ 。,图8,解析(1)滑动变阻器的最大值一般为待
6、测电阻的几倍时较好,在该实验中因电源内阻比较小,故滑动变阻器选择较小一点的即可,故滑动变阻器应选B。(也可以从便于调节的角度来分析,应该选择阻值较小的滑动变阻器。) 电流表的量程要大于电源允许通过的电流,对于电池来讲允许通过的最大电流一般是0.5 A,故需要选择00.6 A,所以电流表应选E。 (2)电路图如图所示。,答案(1)BE(2)见解析(3)1.51,即 学 即 练 某实验小组利用如图9所示电路测定一节电池的电动势和内阻,备有下列器材: 图9,待测电池,电动势约为1.5 V(小于1.5 V) 电流表,量程0.6 A 电压表,量程1.5 V 滑动变阻器,020 开关一个,导线若干,(1)
7、按电路图将实物(如图10甲所示)连接起来。 (2)小组由实验数据作出的UI图象如图乙所示,由图象可求得电池电动势为_V,内阻为_。,图10,答案(1)如图所示 (2)1.452.9,1.在测量电源电动势和内阻的实验中,某同学根据实验数据,作出了正确UI图象,如图11所示,其中图线斜率绝对值的物理含义是() 图11 A短路电流 B电源内阻 C电源电动势 D全电路电阻,解析由测量电源电动势和内阻的实验所作出的UI图象,图线斜率的绝对值表示电源的内阻。 答案B,2在测定电池的电动势和内阻的实验中,通常有三种测定方案,即“伏安法”、“电流表电阻箱法”、“电压表电阻箱法”。下面所给出的四种电路中,能完成此实验的是(),答案C,甲 乙,图12,(2)该同学根据图13甲中的电路图将实验仪器连接成如图乙所示的实验电路,a、b、c、d四条导线中,其中有一条导线连接错误,则该导线是_。 (3)该同学利用正确的电路测得多组电流、电压值,并根据实验数据得到如图丙所示的UI图线,由此可知该电池的电动势E_V;内阻r_。(均保留三位有效数字),图13,解析(1)一节干电池电动势为1.5 V,且干电池是直流
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