高二物理实验十 测定电源的电动势和内阻.doc

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1、高二物理实验十测定电源的电动势和内阻【实验目的】测定电池的电动势和内电阻【实验原理】由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir知，路端电压U=E—Ir，对给定的电源，E、r为常量，因此路端电压U是电流I的一次函数。将电池、电流表、电压表，可变电阻连接成如图7-1所示的电路，改变可变电阻R的阻值，可以测得多组I、U值。将它们描在U—I坐标中，图线应该是一条直线。显然，直线在U坐标上的截距值就是电池电动势，直线斜率的绝对值就是电池的内阻的大小。上述用作图的方法得出实验结果的方法，具有直观、简便的优点。【步骤规范】实验步骤操作规

2、范一.连接实验电路1．将电流表、电压表机械调零AVRSEr2．布列实验器材，接图连接实验电路1．若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对2．⑴实验器材应放置在合适的位置，应使电键、滑动变阻器便于操作；电表刻度盘应正对实验者⑵电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器阻值置于最大；导线连接无“丁”字形接线⑶电流表量程0.6A，电压表量程3V二．读取I、U数据1．调节滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取一组电流表和电压表的读数2．改变滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取电流表和电压表读数，共测8-10组1

3、．⑴滑动变阻器的阻值由大到小变化，使电路中电流从小到大平稳地改变，适时地读取I、U读数⑵电流表和电压表读数正确，有估读⑶必要时要及时改变电表量程2．每次实验后，都要及时断开电源三．拆除电路，仪器复原【注意事项】1．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、I读数立即断电，以免于电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化．2．在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差．3．干电池内阻较小时U的变化较小，坐标

4、图中数据点将呈现如图3甲所示的状况，下部大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图3乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．此时图线与横轴交点不表示短路电流．计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r=

5、ΔU/ΔI

6、计算出电池的内阻r．4．实验误差的来源与分析（1）每次读完电表示数没有立即断电，造成E、r变化；（2）测量电路存在系统误差，I真＝I测十Iv，末考虑伏特表分流．【典型例题】例1现有一阻值为10．0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计

7、一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：（1）画出实验电路图．（2）简要写出完成接线实验步骤。（3）写出用测得的量，电源内阻的表达式r＝________________。答案：（1）略（2）断开开关，记下电压表偏转格数N1；合上开关，记下电压表偏转格数N2（3）r=(N1+N2)R/N2例2．（04上海）在测定一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变

8、阻器为（20Ω，3A），B变阻器为（500Ω，0.2A）电压表应该选（填A或B），这是因为.变阻器应该选（填A或B），这是因为.答案：B，A电压表量程过大，误差较大；A、B变阻器额定电流过小且调节不便例3(2000上海)某同学按如图3所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。（1）电路中E、r分别为电

9、源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电值，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量（不要求具体计算）_________。（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是________。答案：（1）可测出的物理量是R2、R3和E。（2）可能R2断路，也可能R2、R3都断路。例4（05）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，滑线变阻

10、器R′，电键K，导线若干。①画出实验电路原理图。图中各无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）答案：①实验电路原理图如图。②(I1U1-I2U2)/(I1-I2)(U2-U1)/I1-I2)-R实验十：测电源的电动势和内阻练习1．