12實(shí)驗(yàn)：測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

1、實(shí)驗(yàn)：測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻知識(shí)點(diǎn)1伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)依據(jù) 定律。2實(shí)驗(yàn)方法：計(jì)算法。 U = E - Ir，即U = E - 作圖法。作電源的路端電壓 U與電流I的關(guān)系圖象,圖線與縱軸交點(diǎn)為，圖線與橫軸交點(diǎn)為I短=，圖線的斜率表示.3實(shí)驗(yàn)電路圖ir、L = E - I 2r，解得 E , rb =（內(nèi)接法）（外接法）知識(shí)點(diǎn)2伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻誤差分析系統(tǒng)誤差：由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差.，而且電壓表示數(shù)越大，I V越大.當(dāng)電壓表示數(shù)為零 =真實(shí)值；結(jié)論：內(nèi)接法 El_E真； 如圖甲電路：其中電壓表示數(shù) U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓.而實(shí)驗(yàn)中忽略了通過(guò)電壓表

2、的 電流I V而形成誤差（如圖乙中虛線段）時(shí)，Iv = 0 ,1a = I短，短路電流測(cè)量值r真.如圖丙電路：U- I圖線如圖丁所示， 差（如虛線段為 Ua）,而且電流表示數(shù)越大, 值，等于E.結(jié)論：外接法EI A為電源電流真實(shí)值，其中的 Ua越大，當(dāng)電流為零時(shí),E真；r測(cè)知識(shí)點(diǎn)3測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻其他方法ssUA不可知，而造成誤LA = 0，電壓為準(zhǔn)確真CaH例1采用如圖所示的電路“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”.（1）測(cè)量所得數(shù)據(jù)如下123456R/ Q1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.4

3、3用作圖法求得電池的內(nèi)阻r =”;（2）根據(jù)第5組所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻R=Q.練習(xí)1用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻提供的器材如圖（ 用實(shí)線代表導(dǎo)線把圖 有部分線路已連好）.a）所示.（a）中的實(shí)物連接成測(cè)量電U路.（兩節(jié)干電池串聯(lián)作為電源，圖中t/v0.2 0.43,02*2.42,2仇冷 1.0 12/A01 圖（b）中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 I圖線，由此圖線求得的每節(jié)電池電動(dòng)勢(shì) 位有效數(shù)字）.練習(xí)2用如圖所示電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻電池的內(nèi)阻較小，為了防止在 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻 外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：A.C.D.E.F.6組電

4、流I、電壓U的值，按照這些實(shí)驗(yàn)值作出 U -E =V，每節(jié)電池的內(nèi)阻 r = Q （取3R）起保護(hù)作用.除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線電流表：量程 0.6 a、3 a B .電壓表：量程 定值電阻：阻值1 Q、額定功率 5 W 定值電阻：阻值 10 Q、額定功率10 W 滑動(dòng)變阻器：阻值范圍 010 Q、額定電流 滑動(dòng)變阻器：阻值范圍 0100 Q、額定電流 要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇 3 V、 15 V2 a1 aV，電ft的量程應(yīng)選擇a； R）應(yīng)選擇Q的滑動(dòng)變阻器；引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是例2用如圖所示的電路測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)，若有兩只電壓表Q的定值電阻,R應(yīng)選擇阻值范圍是V1、V

5、 2量程相同，內(nèi)阻分別為Rv1、Rv2，且Rv1 Rv2 ；兩只電流表 A1、A 2量程相同，內(nèi)阻分別為Ra1、Ra2 ,且Ra1Ra2，在實(shí)驗(yàn)中，為了使 E、r的測(cè)量值更精確一些，選擇的電表應(yīng)該是（）A . Vi 與 AiB . Vi與 A2C. V2與 AiD . V2與 A2練習(xí)1某同學(xué)在用右圖所示電路測(cè)定兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，共測(cè)出了五組數(shù)據(jù)，如下表所示:次數(shù)物理量12345U/V2.802.602.502.202.00i/a0.480.801.001.601.96（1）適當(dāng)選擇標(biāo)度，在下圖坐標(biāo)紙上作出U-I圖線.(2)根據(jù)圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E =，內(nèi)電阻r =利用

6、所給電路圖測(cè)得的干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻 r與真實(shí)值相比應(yīng)有：E測(cè)E真,r測(cè)r 真.（填“、“ 或“=”）練習(xí)2 為測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5 V ,內(nèi)阻約1.0 Q )的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室備有電 流計(jì)G(滿偏電流3 mA，內(nèi)阻25 Q)、定值電阻 Ro= 0.126 Q、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線及以下器 材：A .量程03 V，內(nèi)阻約1000 Q的電壓表 B .量程015 V，內(nèi)阻約1500 Q的電壓表C.總阻值為10 Q、額定電流為2 A的滑動(dòng)變阻器 D 總阻值為100 Q、額定電流為1 A 的滑動(dòng)變阻器(1) 因電流表量程太小，需將R0與電流計(jì)以擴(kuò)大量程.(2) 電壓表應(yīng)選擇 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)

7、選擇 .(填代號(hào))(3) 請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)電路圖.根據(jù)所畫(huà)出的電路圖，分析引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是例3某研究性學(xué)習(xí)小組欲測(cè)定一塊電池的電動(dòng)勢(shì)E. 先直接用多用電表測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì).在操作無(wú)誤的情況下，多用電表表盤(pán)示數(shù)如圖所 示，其示數(shù)為V;聲.呻d .P- IHIM . 11J叮尸產(chǎn)-K劌円-叫和一）1 選L_丄4山鼻、 = 然后，用電壓表 V、電阻箱R定值電阻R)、開(kāi)關(guān)S若干導(dǎo)線和該電池組成電路，測(cè)定該電池電動(dòng)勢(shì)；(i)根據(jù)圖乙所示電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物圖連接成完整電路.(ii )閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)整電阻箱阻值 R讀出電壓表 V相應(yīng)示數(shù)U.該學(xué)習(xí)小組測(cè)出大量數(shù)據(jù), 分

8、析篩選出下表所示的 R U數(shù)據(jù)，并計(jì)算出相應(yīng)的1/R與1/ U的值.請(qǐng)用表中數(shù)據(jù)在圖示 的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，并作出 1 /U - 1/ R圖線在下列三個(gè)電壓表中選一個(gè)改裝成量程為A.量程為1 V、內(nèi)阻大約為1 k Q的電壓表 表W C .量程為3 V,內(nèi)阻大約為3 k Q的電壓表 V3 選電壓表串聯(lián)kQ的電阻可以改裝成量程為9V的電壓表V B .量程為2 V、內(nèi)阻大約為2 k Q的電壓9 V的電壓表.利用一個(gè)電阻箱、一只開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表(此表用符號(hào)V1、V2、Vj與一個(gè)電阻串聯(lián)來(lái)表示，且可視為理想電壓表)，在虛線框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理電路圖.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理電路圖進(jìn)行

9、實(shí)驗(yàn)， 讀出電壓表示數(shù)為1.50 V時(shí)，電阻箱的阻值為15.0 Q;電壓表示數(shù)為 2.00 V時(shí)，電阻箱的阻值為 40.0 Q,則電源的電動(dòng)勢(shì) E =V，內(nèi)阻 r = Q.練習(xí)2根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖1R0是定值電阻，通過(guò)改變 R的阻值，測(cè)出所示電路可以測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻圖中Ro兩端的對(duì)應(yīng)電壓U12，對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行12,處理，就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在1 一 一U2-R坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，如圖2所示.已知R0= 150 Q請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理.(1)圖2中電阻為 Q的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除;1(2)在坐標(biāo)紙上畫(huà)出U-R的關(guān)系圖線;(3)圖線的斜率是(V 一1Q1),由此可得電

10、池電動(dòng)勢(shì)Ex=iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii!H! UH!IhINIIiNhINNINhIHIIIiIIHihihIiih1.50川1“卄畀1.401.301 .2仃1.1 Oo.Homi I 川川20 40 C( O lOO 120140 I田門(mén)厝I 20.70（視為理想電壓表）的量程較練習(xí)3在測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用電壓表小，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)物電路.（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）改變電阻箱的阻值 R,分別測(cè)出阻值 R0= 10 Q的定值電阻兩端的電壓U.下列兩

11、組R的取值方案中，比較合理的方案是 .（選填“ 1或“2”）距為b,則該電源的電動(dòng)勢(shì) E=，內(nèi)阻r =.（用k、b和Ro表示）方案編號(hào)電阻箱的阻值R/ Q1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.01 1 一（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的 UR圖象是一條直線.若直線的斜率為k,在-坐標(biāo)軸上的截A.C.E.G課時(shí)總結(jié)：伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻和測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻其他方法本質(zhì)一樣，為 了減少誤差，通常采用圖像法求出電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。做出圖像以后，圖像為一條直線， 表示兩個(gè)量為一次函數(shù)關(guān)系。再通過(guò)計(jì)算找出這兩個(gè)量的一次函數(shù)數(shù)學(xué)關(guān)系式，并弄清斜

12、率和截距的物理意義，然后在圖像上求出截距和斜率，最后算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 總結(jié)為：找關(guān)系，算斜率，求截距。作業(yè)1在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材： 干電池 E:電動(dòng)勢(shì)約為 1.5 V、內(nèi)電阻大約為 1.0 Q B.電壓表 V: 015 V電流表A: 00.6 A、內(nèi)阻0.1 Q D .電流表G:滿偏電流3 mA、內(nèi)阻R = 10 Q 滑動(dòng)變阻器 R: 010 Q、10 A F .滑動(dòng)變阻器 R: 0100 Q、1 A定值電阻F3 = 990 Q H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干（填寫(xiě)“ R”或?yàn)榱朔奖闱夷茌^準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是“R); 請(qǐng)?jiān)诰€框內(nèi)畫(huà)出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路

13、圖，并在圖中標(biāo)上所選用器材的符號(hào)； 如圖所示為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，繪出的 ll I2圖線（Il為電流表G的示數(shù)，12 為電流表A的示數(shù)），由圖線可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì) E =V,內(nèi)電阻r =Q.2 某研究性學(xué)習(xí)小組采用如圖所示的電路測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r ,R為電阻箱，V為理想電壓表，其量程略大于電池的電動(dòng)勢(shì).實(shí)驗(yàn)中通過(guò)多次改變電阻箱的阻值R,從電壓表上讀出相應(yīng)的示數(shù) U,該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn) U與R不成線性關(guān)系，于是求出了相應(yīng)的電阻與 電壓的倒數(shù)如下表所示.1.501,25l.tX)0.50仇351.0 2AJ 3.0 4.0 3.0 fi.Oa%” 根據(jù)表中的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)原理，你認(rèn)為第（填序號(hào)）組數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，原因是 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谒o的坐標(biāo)系中繪出1/U - 1/ R關(guān)系圖線. 由圖線可知，該干電池的電動(dòng)勢(shì)E =V，內(nèi)阻位有效數(shù)字）.4 某同學(xué)在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，（結(jié)果保留兩串聯(lián)了一只2 Q的保護(hù)電序號(hào)1234567R1/Q10.10.40.51.02.02.55.0U 1