高三物理测定电源的电动势和内阻.ppt

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1、二、实验原理闭合电路欧姆定律U＝E-Ir，式中U为路端电压，r为电源内阻，I为流过电源的电流，E为电动势，只要测得两组(I，U)值，列方程组：U1＝E-I1rE=?U2＝E-I2rr=?或多测几组(I,U)值，画出U-I图线，利用图线的截距和斜率求得E和r。学案5实验(三)：测定电源的电动势和内阻一、实验目的1.进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用伏特表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法。2.进一步熟悉电压表、电流表、滑动变阻器的使用、量程选择及电表内阻对测量电路的影响。3.掌握用图象法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压U与

2、干路电流I的关系图象(即U-I图象)，与纵、横坐标轴交点坐标的物理意义以及图象斜率的物理意义。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。四、实验步骤1.连接电路，如图7-5-1所示。电流表取0.6A量程，电压表取3V量程，移动触头位置，使电键刚闭合时，连入电路中的有效阻值最大。2.测几组(I,U)值。闭合电键，移动变阻器触头位置，使电流表有明显示数，记下一组(I,U)值；断开电键，用同样方法，多次移动变阻器触头位置，记录多组(I,U)值，然后断开电键。3.建立坐标系、描点。纵轴表示电压，横轴表示电

3、流，取合适的标度，使所描绘的图线分布绝大部分坐标纸，必要时纵坐标可以不从零开始计数。4.根据描出的坐标点作出U-I图象。应使图象尽量多地通过描出的点，不在图象上的点要尽量对称地分布于图线两侧。对于个别离图线较远的点，误差很大，应坚决舍弃。5.测算电动势和内电阻。准确读出U-I图线与纵轴和横轴的交点坐标，并代入U=E-Ir中，算出E和r的值。图7-5-1五、注意事项1.应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；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，发生严重的极化现象，使得E和r明显变

4、化。2.画U-I图象时，为画图准确应尽量利用坐标纸，将图象画得较大，以提高精确度，并且纵轴坐标可以不从零开始，用截距求E，用斜率r=

5、

6、求内阻大小。六、误差分析1.由于接线不紧，易造成接触电阻，使内阻测量值偏大。2.每次读完电表示数后，没有立即断电，而是长时间闭合开关S，甚至在改变滑动变阻器阻值的全过程中始终放电，造成电池电动势E下降，内阻r增大。3.测量电路存在系统误差，I真＝I测+IV中未考虑电压表的分流作用。4.用图象法求E和r时，由于作图不准造成的偶然误差。【例1】［2009年高考安徽理综卷］用图7-5-2所示的电路，测定一

7、节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：(a)电流表(量程0.6A、3A)；(b)电压表(量程3V、15V)；(c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)；(d)定值电阻(阻值10Ω，额定功率10W)；(e)滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)(f)滑动变阻器(阻值范围0～100Ω、额定电流1A)那么(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择___V，电流表的量程应选择____A；R0应选择___Ω的定值电阻，R

8、应选择阻值范围是_______Ω的滑动变阻器。(2)引起该实验系统误差的主要原因是_______________。【解析】由于电源是一节干电池(1.5V)，所以选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。关于系统

9、误差一般是由测量工具和所用测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测＜E真，r测＜r真。热点一实验器材的选择图7-5-230.610～10电压表的分流测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V，r约为1.5Ω)。器材：量程3V的理想电压表，量程0.5A的电流表(具有一定内阻)，固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R′，开关S，导线若干。(1)画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。(2)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读

10、数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E＝_________，r=_________。(用I1、I2、U1、U2及R表示)1【例2】“用电流表和电压表测定电源的电动势E和内阻r”，所用的电路如图7-5-3所示，一位同学测得的6组数据