高中物理 实验 测定电源的电动势和内阻复习学案 教科版选修.doc

《高中物理 实验 测定电源的电动势和内阻复习学案 教科版选修.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验测定电源的电动势和内阻【考纲全景透析】一、实验目的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.学会用图象法求电源的电动势和内阻.二、实验原理1.实验依据：闭合电路欧姆定律.2.实验电路：如图所示3.E和r的求解：由U=E-Ir4.作图法数据处理：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)图线的斜率绝对值表示r=

2、

3、.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、刻度尺、铅笔等.【热点难点全析】一、实验步骤1.电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路.2.把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端.

4、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.【例证1】(2010·广东高考)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0=5Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理如图(a).(1)在图(b)的实物图中,已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接.(2)请完成下列主要实验步骤；A.检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是_____；B.将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V.C.将开关S2___

5、____，电压表的示数是1.16V;断开开关S1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是______(计算结果保留两位有效数字).(4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏______(填“大”或“小”).【答案】(1)实物连线图见标准解答(2)20Ω闭合(3)0.69Ω(4)小【详解】(1)连线如图所示(2)电阻箱读数为20Ω;闭合S2后电阻箱才工作(3)S1闭合、S2断开时：RV很大，可得：E=U1S1、S2都闭合时：代入数据得：故r≈0.69Ω(4)由于电压表不是理想电压表，当S1闭合、S2断开时，电压表的示数略小于电源的电动势.二、数据处理本实验中

6、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.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

7、r=

8、

9、.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.结论：①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值.②E测

10、的等效内阻和电动势(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测的测量误差非常大.3.注意事项（1）为了使电池的路端电压

11、变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池).（2）要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值.（3）画U-I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.（4）由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U-I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