2.5学生实验：测量电源的电动势和内阻(教科版3-1导学案)

《2.5学生实验：测量电源的电动势和内阻(教科版3-1导学案)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、教科版高中物理选修3-2同步导学案第二章直流电路课题：第五节学生实验：测量电源的电动势和内阻【实验目的】1.测定电源的电动势和内阻.2.掌握用图象法求电动势和内阻.【学习过程】实验目的实验原理1.实验依据闭合电路欧姆定律.2.实验电路：如图3.E和r的求解：由U=E-Ir得：解得：4.作图法处理数据，如图所示.(1)图线与纵轴交点为E.(2)图线与横轴交点为短路电流(3)图线的斜率绝对值表示电源内阻思维拓展：在实际中，路端电压通常数值不能太小，纵坐标不从零开始，这时(1)图线与纵轴交点还是E吗？.(2)图线与横轴交点还是短路电流吗?(3)图线的斜率绝对值还表示电源内

2、阻吗？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、铅笔.实验步骤1.电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按实验电路图连接好电路.2.把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端.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).用同样方法测量几组I、U值.填入表格中.4.断开开关，拆除电路，整理好器材.5.用图象法处理数据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

3、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，即误差分析4教科版高中物理选修3-2同步导学案第二章直流电路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误差.2.系统误差(1)若采用甲图，其U-I图象如乙图所示.由于电压表的分流作用造成误差.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r真，

4、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测的误差非常大.注意事项1.为了使电池的路端电压变化明显，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.若U-I图线纵轴刻度不是从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用确定.应根据4教科版高中物理选修3-2同步导学案第二章直流电路确定.实验改进以上测量方法一般称为伏安法,测电源的电动势和内阻还有以下几种方法:1.安阻法:用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：E=I1(R1+

5、r),E=I2(R2+r),由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大.2.伏阻法:用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所示，测量原理为：由此可求出r和E,此种方法测得的电动势和内阻均偏小.3.粗测法:用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时需满足RV≥r.4.双伏法:用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示.测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1′,此时解方程组可求得E和r.用图象处理实验数据，确定被测量例：在用电流表和电压表测定电池

6、的电动势和内阻的实验中：（1）画出实验电路图(误差要小)（2）现备有以下器材：A．干电池1个B．滑动变阻器（0~50Ω）C．滑动变阻器（0~1750Ω）D．电压表（0~3V）E．电压表（0~15V）F．电流表（0~0.6A）G．电流表（0~3A）其中滑动变阻器应选______，电流表应选______，电压表应选_____。（填写字母即可）（3）右上图是根据实验数据画出的U-I图像。由此可知这个干电池的电动势E=____V，内电阻r=_______Ω。4教科版高中物理选修3-2同步导学案第二章直流电路（三）课中检测1．在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验

7、数据，作出了正确的U－I图象，如图所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是（）A．短路电流　　　　　B．电源内阻C．电源电动势　D．全电路电阻2．某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为1．5V，内阻约为1Ω；电压表(0一3V，约3kΩ)、电流表(0～0．6A，约1.0Ω)、滑动变阻器有R1(10Ω，2A)和R2(100Ω，0．1A)各一只．（1)实验中滑动变阻器应选用　　　　　　　(填“R1”或“R2”)。(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。(3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U－I图线，由图可较准确地求出该