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1、实验九 测定电源的电动势和内阻,【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2学会用图象法求电动势和内阻【实验原理】1如图实1甲所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值,抓纲扣本落实基础,2用图象法来处理数据，即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出UI图象，如图实1乙所示，直线跟纵轴交点即为电动势的值，图线的斜率的绝对值即为内阻r的值,【实验器材】电压表、电流表、滑动变阻器、干电池、开关、导线、坐标纸、铅笔【实验过程】1电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图实1甲所
2、示连接好电路2把滑动变阻器的滑片移动到左端，使有效电阻最大3闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I1，U1)用同样的方法测量几组I、U数据，将记录的数据填入表格中,4断开开关，整理好器材5处理数据，用公式法和图象法两种方法求出电动势和内电阻的值【误差分析】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)如图实1甲所示，在理论上EU(IVIA)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I
3、V而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大当电压表示数为零时，IV0，IAI短，短路电流测量值真实值如图实2所示，可知E测E真，r测r真,(2)若采用如图实3甲所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有EUUAIAr，其中UA不可知而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大当电流为零时，UA0，电压为准确值，等于E，如图实3乙所示，可知E测E真，r测r真,【注意事项】1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的1号干电池)2干电池在大电流放电时，电动势会明显下降，内电阻会明显增大，因此在实验中不要将电流I调得过大，读数要快，每次读完立即断电3在画UI 图线时，要使较多
4、的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑,4干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画UI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值开始(横坐标 I必须从零开始)但这时图线和横轴的交点不再是短路电流Im，不过斜率的绝对值仍是电源的内电阻,例1(2013保定统考)用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内阻(电动势约为1.5 V，内阻为1 以下)除给出的电池、导线和开关外，还有以下器材可供选择：A直流电流表(00.6 A3 A)；B直流电流表(量程为5 A)；C直流电压表(03 V15 V)；D直流电压表
5、(量程为2 V)；,剖题探法突破考点,考点一,实验仪器的选择及数据处理,E滑动变阻器(阻值范围为020 ，额定电流为2 A)；F滑动变阻器(阻值范围为01 000 ，额定电流为0.1 A)(1)为了得到尽可能好的实验效果，实验中电流表应选_，电压表应选_，滑动变阻器应选_请你画出实验电路的原理图(填器材前的字母序号)(2)实验中测得数据如下表所示，请在图实4中作出UI图线根据图线可知：电池的电动势E_ V，内阻r_ .,(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，可利用公式EU1I1r和EU2I2r算出E和r，这样做可能得出误差较大的数值则选用第_组和第_组数据，求出的E和r误差最大解析(
6、1)电源的电动势为1.5 V，电压表选量程为2 V的D；实验中通过电池的电流不能太大，电流表选00.6 A即可，故选A；滑动变阻器选20 的即可起到调节的作用电流表的内阻未知，且电源的内阻较小，故电路设计如图所示,(2)描点作图如图所示，图线是一条斜直线其中第4组读数对应点的偶然误差过大，作直线时应剔除同时为使直线布列合理，使纵坐标从1.00 V开始记刻度由图象得：E1.45 V(0.02 V)，r0.70 (0.03 ),(3)利用两组数据解方程组EU1I1r和EU2I2r求得E、r，就等效于在坐标系中选用(U1，I1)、(U2，I2)作UI图象求得E、r.故知选用第3组和第4组数据解出的E
7、、r的误差最大答案(1)ADE电路图见解析(2)UI图线见解析1.45(0.02)0.70(0.03) (3)34,例2(2012福建理综)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.(1)先直接用多用电表测定该电池电动势在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图实5，其示数为_ V.,考点二,实验的创新设计,从图线中可求得E_ V.,解析(1)由多用电表的选择开关知选用的是直流10 V挡，则其分度值为0.2 V，根据“半格估读法”可读得结果为9.4 V.(2)根据电路图，实物连线如图所示,描点、连线，注意使所画出的直线尽可能多的通过所描出的点或使所描出的点均匀分布在直线的两侧如下图所示,答案(1
8、)9.4(2)见解析9.511.1均可,1某同学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020 ，连接电路的实物图如图实8所示该学生接线中错误的和不规范的做法是,达标训练技能过关,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电压表接线不妥答案ABD,2用图实9所示电路测定一节干电池的电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：,a电流表(量程0.6 A、3 A)；b电压表(量程3 V、15 V)；c定值电阻(阻值1 、额定功率5 W)；d定值电阻(阻
9、值10 、额定功率10 W)；e滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2 A)；f滑动变阻器(阻值范围0100 、额定电流1 A)那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_ V，电流表的量程应选择_ A；R0应选择_ 的定值电阻，R应选择阻值范围是_的滑动变阻器,(2)实验测得的6组数据已在UI图中标出，如图实10所示，请你根据数据点位置完成UI图线，并由图线求出该电池的电动势E_ V，内阻r_ .,解析(1)一节干电池的电动势为1.5 V，故电压表选3 V的量程；实验中，通过电池的电流不能太大，所以电流表选0.6 A的量程定值电阻若选10 ，则电路中电流太小，故定值电阻选1 ；滑动变阻
10、器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就行，取010 就能很好地控制电路中的电流和电压，故滑动变阻器选010 .,答案(1)30.61010(2)UI图象见解析1.500.88(0.800.90均算对),3(2013沈阳质检)某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5 V的干电池外，还有一个方形的电池(层叠电池)为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：,答案9.010,4(2012重庆理综)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响实验器材如图实12所示,(1)测量E
11、和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式_ ，利用测量数据作出UI图象，得出E和r.(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的UI图象如图实13中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻_(填“增大”、“减小”或“不变”),曲线(c)对应的电源电动势E_V，内阻r_.当外电路总电阻为2 500 时，该电源的输出功率P_ mW.(均保留三位有效数字),答案(1)UEIr(2)见图(3)不变增大0.9754780.268,5(2013昆明检测)在“测量电源的电动势和内电阻”的实验中，因找不到合适的电流表，某同学设计了如图实14所示的测量电路，图中器材规格如下：,(1)请根据电路图在图实15中完成实物连线；,(2)下表是该同学的实验数据表格，请根据表中数据在下面的坐标纸中作出U1U2图线；,(3)根据图线可求得电源电动势E_ V，内电阻r_ .(结果保留三位有效数字),答案(1)实物连线如图所示,(2)如图所示(3)2.98(2.963.04均给分)1.02(0.9801.08均给分),课下作业,本讲结束请按ESC键返回,
