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1、第二章恒定电流,实验：测定电池的 电动势和内阻,一、实验目的,(1)掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法. (2)学会用U-I图线处理数据的方法.,二、实验原理,1、U-I法：E=U+Ir,2、I-R法：E=IR+Ir,方法一：计算法,E,I短,方法二:图象法,在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U，I值画出UI图像.,E,E等于U轴截距,r等于直线的斜率的绝对值,变式一用电阻箱和电流表，测定电源的电动势和内电阻。,电路如图所示：,若能测出多组I、R值，以R为纵坐标， 为横坐标，作出 图象，由于 ， 可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距r， 图线的斜率E=tan。,E=I
2、R+Ir,E r,变式二用电阻箱和电压表，测定电源的电动势和内电阻。,电路如图所示：,若能测出多组U、R值，以1/U为纵坐标， 1/R为横坐标，作出 1/U-1/R 图象，由于 1/U=1/ E+r/ER 可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距1/E， 图线的斜率K=tan=r/E。,E r,1、电路选择及误差分析,一般采用甲图电路误差较小,甲图：误差来源于电压表的分流作用,乙图：误差来源于电流表的分压作用,U-I法电路和器材的选择,适宜测小内阻电源,适宜测大内阻电源,2、器材选择：,安培表：,00.6A,伏特表：,03V,滑动变阻器：,阻值较小的,最大阻值1020,被测干电池：内阻较大,电键和
3、导线,三、实验步骤,1.按原理图连接实物图,2、把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大,3、闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有明显示数,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U,I值,4、断开电键,整理好器材,方法一:公式法,改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值.,四、数据处理,E,I短,方法二:图象法,在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U，I值画出UI图像.,E,E等于U轴截距,r等于直线的斜率的绝对值,五、注意事项,1、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处.,2、使用内
4、阻较大一些的旧电池. 在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.,3、要测出6组I、U数据，且变化范围要大一些.,4、画U-I图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.,5、画U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当的值开始(但横坐标必须从0开始)这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.,设计测E、r的其它方法及误差分析,I-R法：,六、实验设计,U-R法：,例:有两只电压表A和B，量程已知，内阻不知等于多少；另
5、有一节干电池，它的内阻不能忽略，但不知等于多少；只用这两只电压表，电键和一些连接用导线，能通过测量计算出这个电池的电动势(已知电动势不超过电压表的量程). (1)画出你测量时所用的电路图; (2)以测量的量作为已知量，导出电动势的式子.,解(1)电路如图所示：,(2)闭合S2：,断开S2：,由上两式可得：,如果已知电压表的内阻，还可测r=?,1、用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是 ( ) A应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显 B应选用内阻较小的电压表和电流表 C移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 D根据实验记录的数据作U一
6、I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,例题,B,2、下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是 （ ） A测出两组I、U的数据，代人方程组：EU1十I1r和EU2十I2r，求出E和r B多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值 C测出多组I、U的数据，画出UI图象，再根据图象求E、r D多测出几组I、U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。,C,3、测量电源B的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5）,器材：量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表（具有一定内 阻）、固定电阻R=4、电键K、滑线变阻器R、导线若干 要求： 画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符 号或字母标出） 实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1，当电 流表读数为I2时，电压表读数为U2， 则可以求出E= _ r= _（用I1、I2、U1、U2及R表示）,（1）电路如图所示：,小结,1、测定电源的电动势和内阻常用三种方法： E=UIr E=I（Rr） E=U（1r/R） 2、数据处理方法：计算法和图象法 3、误差分析方法：计算法和图象法、等效法,
