9.实验九测定电源的电动势及内阻.docxVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT 14 实验九　测定电源的电动势和内阻 考纲解读 1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法.2.掌握用图象处理实验数据的方法.3.掌握实物图连接的技巧． 基本实验要求　　　　　　 1．实验原理 (1)实验依据：闭合电路欧姆定律． (2)E和r的求解：由U＝E－Ir得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U2＝E－I2r))，解得E、r. (3)用作图法处理数据，如图1所示． 图1 ①图线与纵轴交点为E；②图线与横轴交点为I短＝eq \f(E,r)；③图线的斜率表示r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|. 2．实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺． 3．基本操作 (1)电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按实验原理图连接好电路． (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)．用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中． (4)断开开关，拆除电路，整理好器材． 规律方法总结 1．实验数据求E、r的处理方法 (1)列多个方程组求解，再求E、r的平均值． (2)图象法处理：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建坐标系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r. 2．注意事项 (1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池． (2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快． (3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些． (4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|确定． (5)电流表要内接(因为r很小)． 3．误差来源 (1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确． (2)系统误差：电压表分流． 考点一　实验原理与操作 例1　(2014·福建·19(2))某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理图如图2甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表，为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0 Ω的定值电阻． ①已知灵敏电流计的满偏电流为Ig＝100 μA、内阻为rg＝2.0 kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只________ Ω(保留一位小数)的定值电阻R1； ②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整的电路； 图2 ③某次实验的数据如下表所示： 测量次数12345678电压表读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表读数I/mA20406080100120140160该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r＝________ Ω(保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是____________________________． ④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是________．(填选项前的字母) A．电压表内阻的影响 B．滑动变阻器的最大阻值偏小 C．R1的实际阻值比计算值偏小 D．R0的实际阻值比标称值偏大 解析　①由电流表的改装知识可知，R1＝eq \f(Igrg,Im－Ig)＝eq \f(100×10－6×2.0×103,200×10－3－100×10－6) Ω≈1.0 Ω. ②如下图． ③根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知 r1＝eq \f(U1－U5,I5－I1)－R0，r2＝eq \f(U2－U6,I6－I2)－R0， r3＝eq \f(U3－U7,I7－I3)－R0，r4＝eq \f(U4－U8,I8－I4)－R0. 故r＝eq \f(r1＋r2＋r3＋r4,4) ＝eq \f(?U1＋U2＋U3＋U4?－?U5＋U6＋U7＋U8?,4×80×10－3)－R0＝ [eq \f(?5.26＋5.16＋5.04＋4.94?－?4.83＋4.71＋4.59＋4.46?,4×80×10－3)－4.0] Ω≈1.66 Ω. 逐差法在计算中体现的主要优点是：充分利用已测得的数据． ④根据题意可知，内阻的测量值为r测＝eq \f(ΔU,ΔI)－R0，因此，电压表的内阻、滑动变