（新课标）高考物理一轮总复习实验十测定电源的电动势和内阻教案

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1、实验十　测定电源的电动势和内阻[实验目的]1．测定电源的电动势和内阻．2．加深对闭合电路欧姆定律的理解．[实验原理]1．如图甲所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值．2．用图象法来处理数据，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，如图乙所示，直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势E的值，图线的斜率的绝对值即内阻r的值．[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．[实验步骤]1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按

2、实验原理图连接好电路．2．把变阻器的滑片移动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)．用同样方法测量出六组I、U的值．填入表格中.　　组数物理量　第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A4.断开开关，拆除电路，整理好器材．[数据处理]1．公式法：联立六组对应的U、I数据，满足关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r.2．图象法：在坐标纸上以路端电压U为纵轴

3、、干路电流I为横轴建立U－I坐标系，在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即r＝.[误差分析]1．偶然误差(1)由于读数不准和电表线性不良引起误差．(2)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差．(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．系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．(1)如图甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的

4、电源两端电压．而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大．结论：①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值；②E测

5、＋IAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于E.结论：①E为真实值；②I短测r真，r测为r真和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r测的测量误差非常大．[注意事项]1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)．2．在实验时，电流不能过大，通电时间不能太长，以免对E与r产生较大影响．3．要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值．4．画U－I图线时，由于读数的偶然误差，描出的

6、点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去．这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度．5．由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)，但这时图线在横轴的截距不再是短路电流，而在纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为电源的内阻．[实验改进]　以上测量方法一般称为伏安法，还可以用两只电压表测量电源的电动势和内阻，电路如图所示．当开关S接1时，电压表V1(其内阻为R1)示数

7、为U0，当开关S接2时，电压表V1、V2的示数为U1、U2，由欧姆定律得E＝U0＋r，E＝U1＋U2＋r，解得E＝，r＝该测量方法与原测量方法相比：优点：无系统误差．缺点：(1)需提前知道V1的内阻．(2)无法多次测量．热点一　伏安法测电源电动势和内阻[典例1]　在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V(量程为3V，内阻约3kΩ)；电流表A(量程为0.6A，内阻为0.70Ω)；滑动变阻器R(10Ω，2A)．为了更准确地测出电源电动势和内阻．(1)请在图甲方框中画出实验电路图．(2)在实验中测得多组电压和电

8、流值，得到如图乙所示的U