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《【名师点金】2013届高考物理一轮复习课件第4讲实验：测定电源的电动势和内阻 练习使用多用电表》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第4讲实验：测定电源的电动势和内阻 练习使用多用电表知识建构技能建构一、实验目的1.用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻.2.进一步理解闭合电路欧姆定律.3.掌握用图象法求电动势和内阻的方法.二、实验原理知识建构技能建构1.实验依据:闭合电路欧姆定律.知识建构技能建构3.E和r的求解:由U=E-Ir得:解得:.2.实验电路:如图所示.知识建构技能建构4.作图法数据处理:如图所示.知识建构技能建构(2)图线与横轴交点I短=.(1)图线与纵轴交点为E.知识建构技能建构(3)图线的斜率表示r=︳︳.注意:图线斜率的绝
2、对值为电源内阻r的大小;当I=0时,U=E,即图线与纵轴的交点纵坐标值;当U=0时,I为短路电流,即图线与横轴交点的横坐标值.但需要注意的是,有时纵坐标的起点不是零,此时图线与纵轴的交点坐标不是短路电流,图线斜率的绝对值仍是电源内阻值,与纵轴的交点坐标仍为电源电动势.三、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、坐标纸、铅笔.知识建构技能建构1.电流表用0.6A量程,电压表用3V量程,按实验电路图连接好电路.四、实验步骤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
3、电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1).用同样方法测量几组I、U值,填入表格中.知识建构技能建构4.断开开关,拆除电路,整理好器材.五、数据处理本实验中数据的处理方法,一是联立方程求解的公式法,二是描点画图法.方法一 取六组对应的U、I数据,数据满足的关系式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的大小.第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A知识建构技能建
4、构方法二 以路端电压U为纵轴、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(U,I)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即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线的斜率大小即为电池的内阻r.即r=
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6、.知识建构技能建构1.由读数误差和电表线性不良引起误差.六、误差分析知识建构技能建构3.本实验采用的如图所示的测量电路是存在系统误差的,这是由于电压表的分流IV引起的,使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真.因为I真=I测+I
7、V,而IV=,U越大,IV越大,U趋近于零时IV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.修正后的图线如图所示,E、r的测量值都比真实值偏小.理论计算表明:r测=r真
8、.知识建构技能建构1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池).七、注意事项2.在实验中不要将I调得过大,每次读完U和I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E和r明显变化.知识建构技能建构4.在画U-I图线时,要使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点应对称分布在直线两侧,不要顾及个别离开直线较远的点,以减小偶然误差.3.测出不少于6组I、U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I、U数据中,第1和第4组为一组,
9、第2和第5组为一组,第3和第6组为一组,分别解出E、r值再求平均.知识建构技能建构5.干电池内阻较小时,U的变化较小,此时,坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况,使下部大面积空间得不到利用.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(横坐标I必须从零开始),如图乙所示,并且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势.要在直线上任取两个相距较远的点,用r=
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11、计算出电池的内阻r.知识建构技能建构八、实验改进由于在测量电路中,电压表的分流作
12、用和电流表的分压作用,因此给实验带来了系统误差,以下为两种有针对性的改进措施.知识建构技能建构1.可以引入辅助电源,利用辅助回路和测量回路的电流相等,则灵敏电流计G中无电流这一特点,如图所示.在测量电路中没有电流表的情况下,仍能测得其回路中的电流,从而消除由于电流表的内阻带来的误差.知识建构技能建构2.在实验中由于电压表的分流,从而使电流表的示数小于流过电源的电流,而给测
