《广东省惠州市惠阳市第一中学实验学校粤教版高中物理选修3-1导学案：第二章 实验：测定电源电动势和内阻》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广东省惠州市惠阳市第一中学实验学校粤教版高中物理选修3-1导学案：第二章 实验：测定电源电动势和内阻（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【实验目的实验目的】 1用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻 2进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解 3进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法 【实验原理实验原理】 本实验的依据是闭合电路的欧姆定律，实验电路如图 1 所示改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U、I值，由UEIr可得E、r.以上方法误差较I1U2I2U1 I1I2U2U1 I1I2 大，为减小误差，实验中至少测出 6 组U、I值，且变化范围要大些，然后在UI图中描点 作图，所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内阻r的值如图 2 所 示图图 1 1 图图 2 2 【实验器材实验器材】 电池(被测电源)、电
2、压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸。 【实验步骤实验步骤】 1连接电路：电流表用 0.6 A 量程，电压表用 3 V 量程，按图 1 连接好电路 2测量与记录 （1）把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端 （2）闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)用同样方法测 量几组I、U值 3数据处理、整理器材 （1）断开开关，拆除电路，整理好器材 （2）取坐标纸，以电流I为横轴，路端电压U为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应 点，连成UI图线延长UI图线，它与坐标轴有两个交点，读取E、I短，进一步可以算出r，如图 2 所示E I短U I 【注意事项注意事项】
3、1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选大些(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 大电流放电时老化现象严重，使得E和r明显变化 3、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线与纵轴的截距仍为电动势在直线上任取两个相距较远的点，用 r|计算出电U I池的内阻r.探究案探
4、究案 【例 1】用实验所用的安培表内接法电路测定电池电动势和内电阻的实验中，造成误差的主 要原因是什么？测量值比真实值大还是小？为什么？若改为安培表外接法，造成误差的主要 原因是什么？测量值比真实值大还是小？为什么？【例 2】测量电源的电动势 E 及内阻 r（E 约为 6V，r 约为 1.5） 。器材：量程 3V 的理想电压 表 V，量程 0.6A 的电流表 A（具有一定内阻） ，固定电阻 R=8.5，滑线变阻器 R(010)，开 关 S，导线若干。 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。 用笔画线代替导线完成实物连接图。 实验中，当电流表读数为 I1时，电压表读数为
5、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）【例 3】为了测定干电池的电动势和内电阻，现有下列器材： A6.3 V 蓄电池；B干电池一节； C电压表 V(03 V15 V，内阻约为 3 k、15 k)； D电流表 A(00.6 A3 A，内阻约为 10 、2 )； E电流表 G(满偏电流 3 mA，内阻Rg10)； F变压器；G滑动变阻器(020 )；H滑动变阻器(01 000 )； I电阻箱(09 999 )；J开关、导线 (1)用电流表和电压表测量干电池的电动势和内电阻，应选用的变阻器是 _(用字母代号回答) (
6、2)根据实验要求，用笔画线代替导线在实物图(如图所示)上连线(3)某次实验记录如下： 实验次数12345 电流表示数/A0.240.500.701.101.50 电压表示数/V1.301.100.950.600.30 根据表中数据在坐标图上画出UI图线由图可求得E_V，r_. (4)如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验，画出相应的电路图探究案 【训练 1】用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用电路如图所示，一位同 学测得的 6 组数据如下表所示.组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57 电压U/V1.371.321.241.181.101.0
7、5 (1)试根据这些数据在图(b)中作出UI图 线(2)根据图线求出电池的电势势E_V，电池的内电阻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【训练 2】 （1）图中螺旋测微器的读数是_ mm（2）某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势 E 和内电阻 r由于该电池的内电阻 r 较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00 的定值电阻 R0闭合开关 K，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据（R 和 U 分别表示电阻箱读数和电压表读数）： R/4
8、0.0020.0012.008.006.005.00U/V1.891.781.661.571.431.35为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数 U，则图象的横坐标表VKrE,0RR图甲1.52.1 2.0 1.91.8 1.71.61.31.4图乙U/V5015105示的物理量应该是_ 计算出与各组数据对应的该物理量并填在表格中，在图乙所示的图象中作图，利用图象得到 E =_V，r = _【训练 3】要测量一电源的电动势 E（小于 3V）和内阻 r（约 1） ，现有下列器材：电压表 V（3V 和 15V 两个量程） 、电阻箱（0999.9
9、） 、定值电阻 R0=3、开关和导线。某同学根据 所给器材设计如下的实验电路。 （1）电路中定值电阻 R0的作用是 （2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。（3）该同学调节电阻箱阻值 R，读 出对应的电压表读数 U，得到二组 数据：R1=2.0 时 U1=2.37V；R2=4.0 时 U2=2.51V。由 这二组数可求得电源的电动势为 E= V，内阻为 r= （4）为使最终测量结果更精确，在 不改变实验方法、不更换实验器材 的前提下，请你对该同学提一条建 议 。【训练 4】两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻 R0、电源的电动势 E 和 内电阻 r，调节滑动变阻
10、器的滑动触头 P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表和 A 和电压表 V1的测量数据，另一同学记录的是电流表和 A 和电压表 V2的测量数据并根据 数据描绘了如图（b）所示的两条 UI 直线回答下列问题：（1）根据甲乙两同学描绘的直线，可知（ ） A甲同学是根据电压表 V1和电流表 A 的数据 B甲同学是根据电压表 V2和电流表 A 的数据 C乙同学是根据电压表 V1和电流表 A 的数据 D乙同学是根据电压表 V2和电流表 A 的数据 （2）图象中两直线的交点表示的物理意义是（ ） A滑动变阻器的滑动头 P 滑到了最右端 B电源的输出功率最大 R03V15RR0SE甲V乙1SE rR0A V1V2 P(a)00.51.01.5U/V0.20.40.6I/A(b)甲乙C定值电阻 R 上消耗的功率为 0.5W D电源的效率达到最大值 （3）根据图（b） ，可以求出定值电阻 R0= ，电源电动势 E = V，内电阻 r = （4）该电路中电流表的读数能否达到 0.6A，试说明理由
