专题八 实验十：测定电源的电动势和内阻.ppt

实验十：测定电源的电动势和内阻 一、测定电源的电动势和内阻 1．实验原理 (1)公式法：如图 S10－1 所示，改变 R 的阻值，从电压表 和电流表中读出几组 U、I 值，利用 U＝E－Ir 求出几组 E、r 值，最后分别算出它们的平均值. 图 S10－1 图 S10－2 (2)作图法：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 U－I 图象．如图 S10－2 所示，所得直 线的纵截距即为电动势的值，图线斜率的绝对值即为内阻 r 的 值． 2．实验步骤 (1)电流表用 0.6 A 量程，电压表用 3 V 量程，按图连接好 电路． (2)把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端． (3)闭合开关，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 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，电池的内阻应大些(选 用已使用过一段时间的干电池)． (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．误差分析 (1)测量电路存在系统误差． 图 S10－3 中 I真＝I测＋IV，未 考虑电压表的分流． 图 S10－3 (2)用图象法求 E、r 时，作图不准确造成偶然误差． (3)由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验结 果 E测E真，r测r真．定性分析如下(参考电路原理图 S10－1)： 由于电压表的分流，电流表的测量值偏小，而且随着 U 越大， 电流表的测量值偏小越多．当 U＝0 时，电流表的测量值等于 真实值(这时要求电流表是理想的)．据此作出如图 S10－3 所示 的真实和测量的 U－I 图线，由图不难看出，E、r 的测量值均 小于真实值． 二、测电源电动势和内阻的其他方法 1．用电流表、电阻箱测量 (1)电路图：如图 S10－4 所示． 图 S10－4 (2)原理：根据闭合电路的欧姆定律得 E＝IR＋Ir，改变电 阻箱的阻值就能得到 R、I 数据，利用两组数据就能求得 E、r， 也可利用多组数据作图象来求解． (2)原理：根据闭合电路的欧姆定律得E＝U＋—r，改变电 2．用电压表、电阻箱测量 (1)电路图：如图 S10－5 所示． 图 S10－5 U R 阻箱的阻值就能得到 R、U 数据，利用两组数据就能求得 E、r， 也可利用多组数据作图象来求解． 题组1 测定电源的电动势和内阻 1．在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内阻 时，除备有被测电池、电键和足够的导线外，还备有下列仪器 可供选择： A．电流表(0～0.6 A) C．电压表(0～3 V) B．电流表(0～3 A) D．电压表(0～15 V) E．滑动变阻器(20 Ω，2 A) F．滑动变阻器(1700 Ω，0.3 A) 应该选用的仪器是__________(填器材前面的选项字母)． 0.50 0.45 0.36 0.25 0.16 0.08 I/A 1.62 1.80 2.00 2.30 2.50 2.70 U/V 6 5 4 3 2 1 实验次数 一个学生用以上仪器测得如上表所示数据，根据这些数据， 在图 S10－6 所示坐标轴上画出 U－I 图象，从图中可得出电源 电动势为______V，内阻为________Ω. 图 S10－6 2.9 2.4 答案：A、C、E 如图 48 所示 图 48 1.05 1.10 1.18 1.24 1.32 1.37 U/V 0.57 0.50 0.32 0.31 0.20 0.12 I/A 6 5 4 3 2 1 实验次数 2．(2011 年广东龙山中学期末)测量电源电动势和内阻的器