实验测定电池的电动势和内阻习题.doc

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1、2.10实验：测定电池的电动势和内阻一、实验目的1．进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用。2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻。3．学会利用图象处理实验数据。二、实验原理实验电路如图所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变R的阻值，测出两组U、I的值，即可得到两个欧姆定律方程三、实验器材待测电池一节，电流表(0～0.6A)、电压表(0～3V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。四、实验步骤1．选定电流表、电压表的量程，按照电路图把器材连接好。2．把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端(图中左端)。3．闭合电

2、键，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如下表)。4.多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中。5．断开电键，整理好器材。五、数据处理1．公式法把测量的几组数据分别代入E＝U＋Ir中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E、r的值，最后对E、r分别求平均值作为测量结果。2．图象法(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点。(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分

3、布在直线两侧。8/8(3)如图所示①图线与纵轴交点为E。②图线与横轴交点为I短＝。③图线的斜率表示r＝。六、误差分析1．偶然误差有读数视差和用图象法求E和r时，由于作图不准确而造成的偶然误差。2．系统误差(1)采用如图甲所示电路在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压。实验中忽略了通过电压表的电流IV，从而形成误差(如图乙中带箭头线段所示)，而且电压表示数越大，IV越大。从图象角度看：①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，因此短路电流测量值＝真实值；②E测

4、，所以r测r真。七、注意事项1．如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速。2．如果使用干电池，则选择内阻大些的、已使用过的电池。3．实验中不要将I调得过大，每

5、次读完U、I读数立即断电。4．在量程合适的前提下，选择内阻大一些的电压表。5．当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时，纵轴单位可取的小一些，且纵轴起点可不从零开始。6．计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝计算。八、它案设计1．用电流表和电阻箱测E、r(又叫安阻法)如图所示，由E＝IR＋Ir可知，如果能得到I、R的两组数据，也可以得到关于E和r的两个方程，于是能够从中解出E和r。这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。2．用电压表和电阻箱测E、r(又叫伏阻法)8/8如图所示，由E＝U＋·

6、r可知，如果能得到U、R的两组数据，同样能通过解方程组求出E和r。这样，也可以用电压表、电阻箱来测定电源的电动势和内阻。[典型例题]例1.要精确测量一个直流电源的电动势和内阻，给定下列实验器材：A．待测电源(电动势约为4.5V，内阻约为2Ω)B．电流表A1(量程0.6A，内阻为1Ω)C．电压表V1(量程15V，内阻为3kΩ)D．电压表V2(量程3V，内阻为2kΩ)E．定值电阻R1＝500ΩF．定值电阻R2＝1000ΩG．滑动变阻器R(阻值范围0～20Ω)H．开关及导线(1)该实验中电压表应选_______(填选

7、项前面的序号)，定值电阻应选________(填选项前面的序号)。(2)在方框中画出实验电路图。(3)若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，从理论上分析，电源电动势E和内阻r间的关系式应为E＝______________。[解读](1)待测电源的电动势约为4.5V，用量程为15V的电压表V1误差大，选用量程3V的电压表V2，需串联电阻扩大量程，串联的定值电阻R＝RV＝1kΩ，即选用R2。(2)如图所示(3)由闭合电路的欧姆定律，对甲图，有E＝U＋(1Ω＋r)I，对乙图，有E＝U＋r

8、。[答案]　(1)D　F　(2)见解读图　(3)E＝U＋(1Ω＋r)I或E＝U＋r[典型例题]例2.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中，供选用的器材有：A．电流表(量程：0～0.6A，RA＝1Ω)；8/8B．电流表(量程：0～3A，RA＝0.6Ω)；C．电压表(量程：0～3V，RV＝5kΩ)；D．电压表(量程：0～15V，RV＝10kΩ)；E．滑动变阻器(0～10Ω