物理实验九 测定电源的电动势和内阻.ppt
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1、实验九:测定电源的电动势和内阻1.实验原理EIr电动势 E内阻 r在闭合电路中,由闭合电路的欧姆定律可得电源的电动势E、内阻 r、路端电压 U、电流 I 存在的关系为 U_,E、r 在电路中不随外电阻 R 的变化而改变.测量原理图如图 S9-1所示,采用改变外电阻,可测得一系列 I 和 U 的值(至少 6 组),然后再在 U-I 图象中描点作图,所得直线与纵轴的交点即为_,图线斜率的绝对值为_,这种方法叫伏安法,用到电流表和电压表.图 S9-12.实验步骤(1)电流表用 0.6 A 量程,电压表用 3 V 量程,按图 S9-1 连接好电路.(2)把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端.(3)闭合开
2、关,调节变阻器,使电流表有明显的示数,记录一组数据(I、U),用同样方法测量几组 I、U 数值,记录在表格中.(4)断开开关,整理器材.(5)处理数据,用公式法或作图法求出电源的电动势和内阻的阻值.3.注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻应_些(选用已使用过一段时间的干电池).大(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,故长时间放电不宜超过 0.3 A,短时间放电不宜超过 0.5 A,因此,实验中不要将 R 调得过小,读电表示数要快,每次读完应立即断电.(3)测出不少于 6 组 I、U 数据,且变化范围要大些.用方程组求解,要将测出
3、的 I、U 数据中,第 1 和第 4 为一组,第 2和第 5 为一组,第 3 和第 6 为一组,分别解出 E、r 值,再求平均值.(4)画 U-I 图线时,要使较多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.这样可使偶然误差得到部分抵消,提高精确度.(5)计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用公式计算出电源的内阻 r.4.数据处理方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小根据以上三组方程分别求出 E、r,再取其平均值作为电源的电动势 E 和内阻 r.内阻 r,即方法二:用图象法处理数据在坐标纸上以路端电压 U 为纵轴、干路电流 I 为横轴建立U-I 坐标系,在坐
4、标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线斜率的绝对值即为电池的考点 1考向 1实验原理与操作测干电池的电动势和内阻【典题 1】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差.甲乙图 S9-2(1)应该选择的实验电路是图 S9-2 中的_(填“甲”或“乙”).(2)现有电流表(00.6 A)、滑动变阻器(050)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(015 V)B.电压表(03 V)实验中电压表应选用_.(填相应器材前的字母
5、)解析:(1)根据 UEIr 测量电源电动势和内阻时,需要测出多组对应的路端电压 U 和干路电流 I,电压表和电流表内阻的影响会造成实验误差.电源内阻较小,所以电流表分压影响较大,因此应选择甲电路.(2)一节干电池的电动势为 1.5 V,因此电压表选量程为 03 V 的,选 B.答案:(1)甲(2)B考向 2测水果电池的电动势和内阻【典题 2】某课外活动小组自制了西红柿电池组,现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻(电动势约 2 V,内阻约一千欧姆),实验室现有如下器材:多用电表:欧姆挡(1,10,100,1k);直流电流挡(00.5 mA,01 mA,010 mA,0100 mA);直流电压
6、挡(00.5 V,02.5 V,010 V,050 V,0250 V,0500 V);电压表(03 V,015 V);电流表(00.6 A,03 A);滑动变阻器:R1(010),R2(02000);开关及导线.(1)为了用伏安法更精确地测量西红柿电池组的电动势和内阻,应选_测电压,选_测电流(前两空均填电表名称和所选量程);滑动变阻器应选_(填滑动变阻器符号).(2)请设计方案,在图 S9-3 上进行实物连接.图 S9-3解析:(1)根据电源电动势为 2 V 可知,应选电压表的 03 V 量程测电压;根据闭合电路欧姆定律可求出通过电源的最大电流小于 2 mA,所以应选多用电表直流电流挡 01
7、 mA 测电流;滑动变阻器应采用限流式接法,应选择与待测电源内阻接近的滑动变阻器 R2.(2)根据题意,滑动变阻器应采用限流式接法,由于电源内阻较大,所以相对电源来说电流表应用内接法,实物连线图如图 D34 所示.答案:(1)电压表(03 V)多用电表直流电流挡 01 mAR2(2)如图 D34 所示.图 D34方法技巧:在选择实验电路时,也可根据内接法和外接法的选择方法去选择,只是现在的待测电阻是电源,如果电源内阻很小就用相对于电源的外接法,如果电源内阻很大就用相对于电源的内接法,滑动变阻器用的是限流法,要想调节方便,还能大范围调节,需要滑动变阻器的电阻比电源内阻大几倍即可.考点 2数据处理
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