沪教版高中物理选修3-1第11讲：实验：测定电池的电动势和内阻（学生版）——劲松齐梅云.docx

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1、实验：测定电池的电动势和内阻____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．进一步学习电路的串联和并联，理解串、并联电路的电压关系、电流关系和电阻关系，并能运用其解决有关关问题。2．进而利用电路的串、并联规律分析电表改装的原理。3.掌握实验测定电池的电动势和内阻原理和步骤。实验测定电池的电动

2、势和内阻：一、实验目的(是什么)1．掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法。2．学会用图像法求电源的__________。二、实验原理(是什么)1．实验依据闭合电路欧姆定律。2．实验电路如图实－7－1所示图实－7－13．E和r的求解由U＝E－Ir，得：，解得：4．作图法数据处理如图实－7－2所示。图实－7－2(1)图线与纵轴交点为E。(2)图线与横轴交点为I短＝。(3)图线的斜率绝对值表示r＝

3、

4、。三、实验器材(有哪些)电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺、铅笔等。四、实验步骤(怎么做)1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量

5、程，按图连接好电路。2．把变阻器的滑片移动到使阻值__________。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)。用同样方法测量出多组I、U值。填入表格中。4．断开开关，拆除电路，整理好器材。五、数据处理(怎么办)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__________。第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A方法一：联立六组对应的U、I数据，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

6、平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小。方法二：在坐标纸上以路端电压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(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＝。六、注意事项(有哪些)1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻__________(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

7、范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值。4．画UI图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，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UI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)。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。七、误差分析(为什么)1．偶然误差(1)由读数不准和电表线性不良引起误

8、差。(2)用图像法求E和r时，由于作图不准确造成的误差。(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)如图实－7－3甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压。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。图实－7－3结论：①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝__________。②E测

9、和电动势(r测和E测)，如图乙所示，因为电压表和电池并联，所以r测小于电池内阻r真，因为外电阻R断开时，a、b两点间电压Uab等于电动势E测，此时电源与电压表构成回路，所以Uabr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