物理實驗10 測定電源的電動勢和內阻 新人教版

恒定電流恒定電流第第 八八 章章實驗十測定電源的電動勢和內阻實驗十測定電源的電動勢和內阻0202實 驗 能 力0303實 驗 創(chuàng) 新欄目導航0101實 驗 基 礎0404模 擬 演 練0101實 驗 基 礎一、實驗目的一、實驗目的1測定電源的電動勢和內阻測定電源的電動勢和內阻2加深對閉合電路歐姆定律的理解加深對閉合電路歐姆定律的理解二、實驗原理二、實驗原理1如圖甲所示，改變如圖甲所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值，利用閉值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組合電路的歐姆定律求出幾組E、r值，最后分別算出它們的平均值值，最后分別算出它們的平均值2用圖象法來處理數(shù)據(jù)，在坐標紙上以用圖象法來處理數(shù)據(jù)，在坐標紙上以I為橫坐標、為橫坐標、U為縱坐標，用測出的幾為縱坐標，用測出的幾組組I、U值畫出值畫出UI圖象，如圖乙所示，直線跟縱軸的交點的縱坐標表示電源電動勢圖象，如圖乙所示，直線跟縱軸的交點的縱坐標表示電源電動勢E的值，圖線的斜率的絕對值即內阻的值，圖線的斜率的絕對值即內阻r的值的值三、實驗器材三、實驗器材電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙和刻度尺電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙和刻度尺四、實驗步驟四、實驗步驟1電流表用電流表用0.6 A量程，電壓表用量程，電壓表用3 V量程，按實驗原理圖連接好電路量程，按實驗原理圖連接好電路2把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端3閉合開關，調節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)閉合開關，調節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1)用用同樣方法測量出六組同樣方法測量出六組I、U的值填入表格中的值填入表格中.4.斷開開關，拆除電路，整理好器材斷開開關，拆除電路，整理好器材(1)某同學連接了實物線路圖甲中的部分導線，請幫助他將電壓表正確地連入電某同學連接了實物線路圖甲中的部分導線，請幫助他將電壓表正確地連入電路中路中(2)檢查電路無誤后，閉合開關前，應把滑動變阻器的滑片移到最檢查電路無誤后，閉合開關前，應把滑動變阻器的滑片移到最_端端(填填“左左”或或“右右”)(3)某實驗小組測得了一系列數(shù)據(jù)，并在圖乙坐標紙上描繪出了該電源的某實驗小組測得了一系列數(shù)據(jù)，并在圖乙坐標紙上描繪出了該電源的UI圖圖線，根據(jù)圖線求得電源的電動勢線，根據(jù)圖線求得電源的電動勢E_V，內電阻，內電阻r_(保留三位有保留三位有效數(shù)字效數(shù)字)解析：解析：(1)測量電源的電動勢和內電阻的實驗電路較為簡單，只需要滑動變阻器測量電源的電動勢和內電阻的實驗電路較為簡單，只需要滑動變阻器控制電路中的電流，再利用電流表和電壓表分別測量電流和電壓即可，由于內阻較控制電路中的電流，再利用電流表和電壓表分別測量電流和電壓即可，由于內阻較小，故一般采用相對電源的電流表外接法；同時注意開關應控制整個電路；故實物小，故一般采用相對電源的電流表外接法；同時注意開關應控制整個電路；故實物圖如圖所示圖如圖所示答案：答案：(1)如圖所示如圖所示(2)右右(3)2.941.68一、數(shù)據(jù)處理一、數(shù)據(jù)處理1公式法：聯(lián)立六組對應的公式法：聯(lián)立六組對應的U、I數(shù)據(jù)，滿足關系式數(shù)據(jù)，滿足關系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、，讓第，讓第1式和第式和第4式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第2式和第式和第5式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第3式和第式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r，取其平均值作為電池的電動勢，取其平均值作為電池的電動勢E和內阻和內阻r.0202實 驗 能 力二、誤差分析二、誤差分析1偶然誤差偶然誤差(1)由于讀數(shù)不準和電表線性不良引起誤差由于讀數(shù)不準和電表線性不良引起誤差(2)用圖象法求用圖象法求E和和r時，由于作圖不準確造成誤差時，由于作圖不準確造成誤差(3)測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變化變化2系統(tǒng)誤差：由于電壓表和電流表內阻影響而導致的誤差系統(tǒng)誤差：由于電壓表和電流表內阻影響而導致的誤差如圖甲所示，在理論上如圖甲所示，在理論上EU(IVIA)r，其中電壓表示數(shù)，其中電壓表示數(shù)U是準確的電源兩端是準確的電源兩端電壓而實驗中忽略了通過電壓表的電流電壓而實驗中忽略了通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大越大三、注意事項三、注意事項1可選用舊電池：可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內阻宜大些，可為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內阻宜大些，可選用已使用過一段時間的選用已使用過一段時間的1號干電池號干電池2電流不要過大，讀數(shù)要快：電流不要過大，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時，電動勢干電池在大電流放電時，電動勢E會明顯下降，會明顯下降，內阻內阻r會明顯增大因此，實驗中不要將會明顯增大因此，實驗中不要將I調得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷調得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電電3計算法求計算法求E、r：要測出不少于要測出不少于6組組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的求解時，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第數(shù)據(jù)中，第1和第和第4為一組、第為一組、第2和第和第5為一組、第為一組、第3和第和第6為為一組，分別解出一組，分別解出E、r值再求平均值值再求平均值伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中，由于電流表和電壓表內阻的影響，測量伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中，由于電流表和電壓表內阻的影響，測量結果存在系統(tǒng)誤差；在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內結果存在系統(tǒng)誤差；在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻阻(1)在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑模涸谏鲜銎鞑闹姓堖x擇適當?shù)钠鞑模篲(填寫選項前的字母填寫選項前的字母)；(2)實驗電路圖應選擇下圖中的實驗電路圖應選擇下圖中的_(填填“甲甲”或或“乙乙”)；(3)根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的UI圖象，則干電池的圖象，則干電池的電動勢電動勢E_V，內電阻，內電阻r_.0303實 驗 創(chuàng) 新以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目，不脫離教材而又不以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性、設計性等特點拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性、設計性等特點1實驗方法、方案的拓展實驗方法、方案的拓展(1)某同學首先用多用電表的直流某同學首先用多用電表的直流10 V擋粗略測擋粗略測量電池組的電動勢，電表指針如甲圖所示，則該電量電池組的電動勢，電表指針如甲圖所示，則該電表讀數(shù)為表讀數(shù)為_V.(2)該同學再用提供的其他實驗器材，設計了如該同學再用提供的其他實驗器材，設計了如下圖乙所示的電路，請你按照電路圖在圖丙上完成下圖乙所示的電路，請你按照電路圖在圖丙上完成實物連線實物連線(3)圖丁為該同學根據(jù)上述設計的實驗電路利用圖丁為該同學根據(jù)上述設計的實驗電路利用測出的數(shù)據(jù)描繪出的測出的數(shù)據(jù)描繪出的I1I2圖線圖線(I1為電流表為電流表G的示的示數(shù)，數(shù)，I2為電流表為電流表A的示數(shù)的示數(shù))，則由圖線可以得到被測，則由圖線可以得到被測電池組的電動勢電池組的電動勢E_V，內阻，內阻r_.解析：解析：(1)量程為量程為10 V，則最小分度為，則最小分度為0.2，故讀數(shù)為，故讀數(shù)為7.2 V.(2)先將電流表及滑動變阻器串接在電源兩端，再并先將電流表及滑動變阻器串接在電源兩端，再并聯(lián)另一支路，電路中連線避免交叉聯(lián)另一支路，電路中連線避免交叉謝謝觀看