12.3实验:电池电动势和内阻的测量(知识解读)(教师版) 2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练(人教版2019必修第三册).pdf

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12.3实验:电池电动势和内阻的测量(知识解读)(解析版)

•知识点1伏安法测量电池电动势和内阻

•知识点2安阻法

•知识点3伏阻法

•作业巩固训练

知识点1伏安法测量电池电动势和内阻

1、实验目的:测量电源电动势和内阻,深入理解闭合电路的欧姆定律。

2、实验原理:闭合电路的欧姆定律,由E=U+Ir知,改变外电路的阻值可测出多组U、I

的值,通过图像可求出E、r的值。

3、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。

4、实验步骤

(1)电流表用0.6A的量程,电压表用3V的量程,按实验原理图连接好电路。

(2)把滑动变阻器的滑片移到最左端(使阻值最大的一端)。

(3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I,U)。用同样

11

的方法再测量几组I、U值,填入表格中。

实验序号123456

I/AIIIIII

123456

U/VU1U2U3U4U5U6

(4)断开开关,拆除电路,整理好器材。

5、数据处理:电池电动势和内阻的求解方法:

(1)作图法,如下图所示,以U为纵轴,I为横轴建立平面直角坐标系,将记录的电压、

电流的数据,在直角坐标图上描点,过这些点作一条直线。将直线延长,则可根据纵轴截距

UE

求出电动势,根据斜率大小求出内电阻,即r。

II

IU-IUU-U

122121

(2)计算法:由闭合电路的欧姆定律得E=U+Ir,E=U+Ir可解得E=,r=。

1122

I-II-I

1212

可以利用U、I的值多求几组E、r的值,算出它们的平均值。

6、实验注意事项

(1)为了使电路的路端电压变化明显,电池的内阻需要大一些,可选用旧电池。

(2)闭合开关前滑动变阻器滑片要移到阻值最大处。

(3)实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断电,防止干电池因大电流放

电时间过长导致内阻r发生明显变化。在电流表有明显示数且稳定后,再读出电压表读数U

和电流表读数I。

(4)选择合理的标度,为使图线分布空间大,如下图所示,纵坐标可以不从零开始,此时

图线与纵轴交点仍为电池的电动势E,但图线与横轴交点不再是短路电流,内阻要在直线上

ΔU

取较远的两点,用r=||求出。

ΔI

(5)利用计算法求E、r是,要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些。

7、误差分析

(1)偶然误差

①电表读数不准和电表线性不良引起的误差。

②U-I图像时描点不准确造成误差。

③测量过程中通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化。

(2)系统误差:主要原因是未考虑电压表的分流作用,使得电流表上读出的数值比实际的

总电流(即流过电源的电

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