《测定电源的电动势和内电阻》解答.ppt

三、实验器材 待测电池1节、滑动变阻器1只、电压表(0～3 V)、电流表(0～0.6 A)、开关1只、导线、坐标纸、直尺。 四、实验步骤 (1)确定电流表、电压表的量程，按实验原理图把器材连接好。 (2)将滑动变阻器的滑片移到一端，使接入电路部分的电阻值最大。 (3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显读数，记录一组电流表和电压表的读数。 (4)用同样方法，再次测量并记录几组U、I值。 (5)断开开关，整理好器材。 (6)根据测量的数据描绘U－I图线，所得图线的延长线与U轴交点即为电源的电动势E，图线斜率的绝对值即为电池的内阻r。 五、数据处理 为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法： 1．公式法 利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如下表所示： 实验序号 1 2 3 4 5 6 I/A I1 I2 I3 I4 I5 I6 U外/V U1 U2 U3 U4 U5 U6 六、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，宜选用旧电池和内阻较大的电压表。 (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，故长时间放电电流不宜超过0.3 A，短时间放电电流不宜超过0.5 A。因此实验中不宜将I调得过大，读电表的读数要快，每次读完后应立即断电。 (4)为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。 若把图4－3－3甲中的R和电流表看成外电路，则电压表可看成内电路的一部分，故测量出的是电池和电压表这个整体等效的r和E。电压表和电池并联，故等效内阻r小于电池内阻r真。r测r真，外电路断开时，ab两点间电压Uab即等效电动势E，此时电压表与电源构成回路，故UabE真，即E测E真。? 图4－3－3 图4－3－4 图4－3－5 3．两个电压表(量程已知，内阻不知) 电路图如图4－3－6甲、乙所示。 图4－3－6 4．一个电压表，一个定值电阻 如图4－3－7所示，E为直流电源， R为已知电阻， 为理想电压表，其量程 略大于电源电动势，S1和S2为开关。 现 要利用图中电路测量电源的电动势E和 内阻r，试写出主要实验步骤及结果表达式。 图4－3－7 1.用如图4－3－8所示的电路，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： 图4－3－8 电流表(量程0.6 A,3 A)； 电压表(量程3 V,15 V)； 定值电阻(阻值1 Ω，额定功率5 W)； 定值电阻(阻值10 Ω，额定功率10 W)； 滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)； 滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω，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________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器。 (2)引起该实验系统误差的主要原因是___________。 [解析]　由于电源是一节干电池(1.5 V)，所以电压表的量程应选3 V；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般为几欧，加上保护电阻，最大电流在0.5 A左右，所以电流表的量程应选0.6 A；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成较大的误差，因此R0应选择1 Ω的定值电阻；滑动变阻器的最大阻值一般比电池的内阻大几倍即可，取0～10 Ω的滑动变阻器能很好地控制电路中的电流和电压。 本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比真实值小，造成E测＜E真，r测＜r真。 [答案]　(1)3　0.6　1　0～10　(2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小 2.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图4－3－9所示，一位同学测得的6组数据如下表中所示。 图4－3－9 * 测量电源的电动势和内电阻 一、实验目的 (1)知道测量电源电动势和内电阻的原理和实验方法。 (2)学会利用代数法和U－I图像处理数据。 二、实验原理 原理图如图4－3－1所示 图4－