高考物理一轮复习实验九测定电源的电动势和内阻理论指导新人教版

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1、【创新方案】2014年高考物理一轮复习实验九测定电源的电动势和内阻一实验目的(1)掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律。(2)掌握用图象法求电动势和内阻的方法。二实验原理(1)实验依据：闭合电路欧姆定律。(2)实验电路：如图实一9—1所示。⑶力、和厂的求解：由U=E~IrU=E—ImIk=E—hr.解得：s厂I2UE=Ii-Iz」一从I-12°图实_9_2(4)作图法数据处理，如图实一9—2所示:①图线与纵轴交点为电动势EoF②图线与横轴交点为短路电流0=卞A//③图线的斜

2、率的大小表示内阻r=

3、—

4、旦实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、处标纸、铅笔。四实验步骤(1)电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图实一9—1所示连接好电路。(2)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值授大的一端。(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(厶，«)0用同样方法测量儿组人〃值，填入表格中。第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/N//A(4)断开开关，拆除电路，整理好器材。五数据处理1.公式法取上表六组对应的〃、/数据,数据满足关系式U=E

5、—厶八lh=E-lzr.从=E-kr・・让笫1式和笫4式联立方程，第2式和第5式联立方程，笫3式和第6式联立方程，这样解得三组£r,取其平均值作为电池的电动势疋和内阻厂的大小。2.描点法以路端电压〃为纵轴、干路电流/为横轴建立〃一/坐标系，在坐标平面内描出各组(〃,7)值所对应的点，然示尽量多地通过这些点作一条肓线，使不在宜线上的点人致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电动势的人小(一次两数的纵轴截距)，直线的斜率大小即为电池的内阻厂，即r=

6、#

7、o衣注童事项⑴为了使电池的路端电圧变化明显，电池的内

8、阻应选的人些(选用已使用过一段时间的干电池)。(2)在实验屮不要将/调得过人，每次读完〃和/的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得F和厂明显变化。(3)测出不少于6组/和〃的数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出从厂值再求平均值。(4)在画厶-Z图线时，要使尽可能多的点落在这条肓线上，不在宜线上的点应对称分布在总线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差。(2)干电池内阻较小吋，

9、〃的变化较小，此时，处标图中数据点将呈现如图实一9-3甲所示的状况，使卜-部大而积空间得不到利用。为此，可使纵坐标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横处标八必须从零开始)，如图乙所示，并冃•把纵坐标的比例放大,可使结果的误差减小。此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动△U势。要在直线上任取两个相距较远的点，用厂=代计算出电池的内阻八图实_9_3七误差分析1.偶然误差(1)由读数不准和电表线性不良引起误差。(2)用图象法求疋和厂时，由于作图不准确造成的误羌。(3)测量过程屮通电时间过

10、长或电流过人，都会引起£/变化。2.系统误差山于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。(1)本实验采用如图实一9一1所示电路，由于电压表的分流Tv,使电流表的示数Z测小于电池的输出电流心。因为几=几+几而人=莎兀，〃越大，人越大，〃趋近于零时7；也趋近于零。所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小。修正后的图线如图实一9—4所示，显然£/的测量值都比貞实值偏小，则〈/丸、EME匪。(2)若采用如图实一9-5T所示电路，电流是准确的，当7很小时，电流表的分压很小,但

11、随电流/增人，电流表的分压作用也逐渐增人。此种情况的厂一/图线如图乙所示，所以1——©■©甲图实一9-5△它案设计以上测量方法一般称为伏安法，测电源的电动势和内阻还有以下几种方法：1.安阻法用一个电流表和电阻箱测量，电路如图实一9—6甲所示，测量原理为：QZ（用+",上、=厶（用+",由此可求出〃和厂，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。甲乙图实一9一62.伏阻法用一个电压表和电阻箱测量，电路如图实一9—6乙所示，测量原理为：E=u£r,En=III此可求出尹和E此种方法测得的电动势和内阻均偏小。3.粗测法用

12、一只电压表粗测电动势,直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时戶万才需满足用》八R-vr4.双伏法用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图实一9一7所示。测量方法为：断开S,测得V】、V2的示数分别为”、th,此时，尸=併+仏+#厂，凤为V】的内阻；再闭合S,V】的示数为nf加，此时E=囚+计门解方程组可求得从仪器选择与浜差