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1、人教版高中物理选修3-1第二章 恒定电流2.9 实验：测定电池的电动势和内阻一、实验目的:测定电源的。二、实验原理:1、图1中，电源电动势E、内电阻r,路端电压U、电流I的关系可写为E=。（1）实验原理1是重点。测出几组U,I数值，带入（1）式得到的方程两两组成方程组，可得到E, r值。这种方 法误差较大。可以多测出几组U,I值，然后在U-I坐标平面内描出各组U、I值所对应的点，然后通过这些 点画一直线，如图 4 所示，直线与纵轴的的交点的纵坐标就是电池的电动势的大小，直线与横轴的交点的 横坐标就是电池的短路电流I=E/r，因此可求的内电阻r=E/I。OO三、实验器材 : 、 、 、 、开关、
2、导线。四、实验步骤及数据处理1连接电路。如图1所示。电流表取0.6A量程，电压表取3V量程，移动触头位置使连入电路中的有效 阻值。2. 测几组（I, U）值。闭合电键，移动变阻器触头位置，使电流有明显示数，记下一组（，U）值，断开 电键。用同样方法，多次移动变阻器触头位置，记录多组（I, U）值，然后断开电键。3. 建立坐标系、描点。纵轴表示,横轴表示,取合适的标度，使所描坐标点分布绝大部分坐标纸，必要时纵坐标可以。4据描出的坐标点作出U-I图像。应使图象尽量多的通过描出的点，不在图象上的点要尽量对称的分布于 图线两侧，误差很大，应坚决舍弃。5测算电动势和内电阻。准确读出U-I图线与纵轴和横轴
3、的交点坐标，并带入U=E-Ir中，算出E=?r=?五、误差分析：图1：如图5所示，直线是根据U、I的测量值所作出的U-I图线，由于Iv/0,而且U越大，I和I0之间 的误差就越大，而电压表的示数U就是电源的路端电压的真实值U0，除了读数会有误差外，可以认为U =U，经过修正后，直线就是电源真实值反映的伏安特性曲线，由图线可以很直观的看出EE0, rr。图2： 图3： 六、主要事项1.为了使电池的两端电压变化明显，电池的内阻应选大 些的（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严重极 化，使得E和r明显变化.【例题
4、】 用电流表和电压表测1节干电池的电动势和内 电阻，如下图所示给出了（a）、（b）两个供选用的电路图.（1）为了较精确地测定电动势和内电阻，实验中应选用 电路正确选用电路后，根据图（c）所示的器材，请用实 线表示导线，将图（c）中的器材连成实验电路.实验时经 测量得出的数据如下表，请在图（d）的方格纸上画出U-I 图线，利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为123456I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05(2) 若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据, 利用公式E=U+Ir列方程求E和r,这样做可能得 出误差很大，其中选
5、第组和第组的数据, 求得E和r误差最大.针对训练】1如图2.6-9所示为根据某次实验记录数据画出的U-I图象下列关于这个图象的说法正确的是()A.由曲线与纵轴的交点可知，电源的电动势E=3VB. 横轴截距表示短路电流，即I短=0.6A短C. 根据r=E/I短，计算出待测电源的内阻为50短D. 根据r=AU/Al,计算出待测电源的内阻为102如图2.6-11所示的电路中，RR2为标准电阻。测定 电源电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则 电动势的测量值比真实值,内阻的测量值比真实值测量误差产生的原因是。3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0200，连
6、接电路的 实物图如图所示(1)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是：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. 电压表接线有错图2. 6-94.某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的其它器材有：电压表V： 电流表A： 变阻器R： 变阻器r2：A.BCDE.0315V00.63A(200， 1A)(10000， 0.1A)-.12b2457UN0.21.51.41.31.21.1R1电键S和导线若干 实验中电压表应选用的量程为* %应选用的量程为 (填00.6A或03A)；变阻器应选用 根据实验要求连接实物电路图；! 实验测得的6组数据已在U
7、I图中标出，如图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,电阻r=0.5.为了测量两节串联干电池的电动势，某同学设计了如图甲所示的电路。其中:E是待测电池组，内阻不能忽略；V、v2是两只量程都合适的电压表，内阻不是很大，且未知；、S2是单刀单掷开关；导线若干。请根据图甲，在图乙的实物中连线，将器材连成实验电路。 简要写出实验步骤和实验中需要测 量的物理量O 用测出的物理量作为已知量，写出计 算串联电池组电动势的表达式。图乙5. 2010 江苏在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小, 某同学涉及了如图所示的实物电路。1） 试验时
8、，应先将电阻箱的电阻调到.（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（2） 改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R0=10。的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是.（选填 1 或 2）方案编号电阻箱的阻值Rm1400,0350+0300+0250,0200.0280.070,060.0SOlOpw.o（3）根据实验数据描点，绘出的u1 -R图像是一条直线。若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b, 则该电源的电动势E= ，内阻r= （用k、b和R0表示）3.福建省泉州市2010届高三上学期期末联考在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验 中备有如下器材。A. 干
9、电池1节 B.滑动变阻器（020Q）； C.滑动变阻器（0lkQ ）D.电压表（03V）； E.电流表（00.6A）；F.电流表（03A）；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）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。4.上海市七校2010届高三下学期联考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1.5V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 中提供有下列器材：A. 电流表G （滿偏电流10mA，内阻10Q ）B. 电流表A （00.6 A3A，内阻未知）C. 滑动变阻器
10、R （0100Q，1A）0D. 定值电阻R （阻值990Q ）E. 开关与导线若干（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在乙图上完成实物连线.（2）丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I】为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势丘=V ,内阻*Q。10.江苏省田家炳实验中学2010届高三上学期期末模拟在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，现 有下列器材：待测干电池一节，电流表G （满偏电流为2.5mA，内阻为199Q ），定值电阻叫=1.0. Q，定 值电阻R2=99.5.Q，电阻箱R（099
11、.9Q ），开关、导线若干.（1）请在下面所给方框内，画出实验电路图，其中定值电阻应选用（选填“叮 或“叮）；（2）某同学实验测出了电阻箱的电阻R和电流表G的示数Ig记录数据（见下表）.请在下面坐标图中描1点作出厂-R图线.g人教版高中物理选彳修3-1第二章恒定电流次数物理量、123456R/Q1.62.12.23.24.25.6的2.252.001.671.501.251.001/(mA)-1g0.440.500.600.670.801.00（3）根据图线可求得，被测电池的电动势E=V,内阻为r=Q .10.福建省厦门外国语学校2010届高三第三次月考用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势
12、和内电阻。蓄电池的电动势约为2V,内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：A.电压表（量程3V）； B.电流表倒（量程0.6A）； C.电流表（量程3A）D. 定值电阻R （阻值4Q，额定功率4W）E. 滑动变阻器R （阻值范围020Q，额定电流1A）（1）电流表应选 ;（填器材前的字母代号）。（2） 根据实验数据作出UI图像（如图乙所示），则蓄电池的电动势E=V,内阻r=_Q；13.湖南省雅礼中学2010届高三上学期第五次月考某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时, 发现实验台上有以下器材：待测电源（电动势约为4V,内阻约为20）一个阻值未知的电阻R0电压表（内阻很
13、大，有5V、15V两个量程）两块 电流表（内阻约为 50,量程 500mA）滑动变阻器A （0200, 3A）滑动变阻器B （02000, 0.2A）电键一个，导线若干。该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻R0的阻值，设计了如图所示的电 路。实验时他用5、U2、I分别表示电表V、V2、A的读数。在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时， 记录了 U1、U2、I 的一系列值. 其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据，并计算了电源电 动势、内阻以及定值电阻R0的阻值。根据题中所给信息解答下列问题： 在电压表V接入电路时应选择的量程是，滑动变阻器应选 （填器材代号“A”:或“B”）; 在坐标纸上作图线时，用来计算电源电动势和内阻的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用、表示；用来计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用、 表示。（填“U、U2、I”或由它们组成的算式） 若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0的值（选填“大于”、“小于”或“等于”）其真实值。
