高中物理实验9测定电源的电动势和内阻学案

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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.

??U1=E-I1r(2)E和r的求解:由U=E-Ir得?

?U2=E-I2r?

,解得E、r.

(3)用作图法处理数据,如图1所示.

图1

EΔU①图线与纵轴交点为E;②图线与横轴交点为I短=;③图线的斜率表示r=||.

rΔI2.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.

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(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.

ΔU(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=|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 电压表改装表读数U/V 读数I/mA 1 5.26 20 2 5.16 40 3 4 5 6 4.71 120 7 4.59 140 8 4.46 160 5.04 4.94 4.83 60 80 100 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____________________________.

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