測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻-文檔資料

1、.1特別策劃特別策劃( (二二) )實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1利用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻所依據(jù)的公式是_，需要測(cè)量的物理量有_EUIrU、I.22用作圖法求電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，作 UI 圖象時(shí)，在坐標(biāo)圖上以_為橫坐標(biāo)，以_為縱坐標(biāo)，作出圖象后，把這條直線用虛線延長(zhǎng)，這條直線與縱軸交點(diǎn)的物理意義是_，與橫軸交點(diǎn)的物理意義是_，直線的斜率的物理意義是_由此可以看出，用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是_，但要求在測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，作圖象時(shí)必須嚴(yán)格認(rèn)真，且使大多數(shù)的點(diǎn)在這一直線上，不在這一直線上的點(diǎn)大致均勻地分布在直線的兩側(cè)，才能從圖象中找出正確的結(jié)論和準(zhǔn)確的

2、答案I U電源電動(dòng)勢(shì)E 短路電流I斜率的大小等于電源內(nèi)阻 減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差 .33下圖給出了測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，由于一般電池的內(nèi)阻較小(比電壓表的內(nèi)阻小得多，與電流表的內(nèi)阻相差不多)，所以為使測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)確，應(yīng)選用下列哪種電路().4解析：圖 A 的測(cè)量結(jié)果里，內(nèi)阻包含電流表的內(nèi)阻，誤差太大，不合適；圖 C 是伏安法測(cè)電阻 Rx，圖 D 是測(cè)量小燈泡的電阻的，故只有 B 合適答案：B.5測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1)進(jìn)一步熟練電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用(2)學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(3)學(xué)會(huì)利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).6.7【實(shí)驗(yàn)器材】待測(cè)電池、電

3、流表(00.6 A)、電壓表(03 V)、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干【實(shí)驗(yàn)步驟】(1)確定電流表、電壓表的量程，按電路圖把器材連接好(2)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到一端，使接入電路部分的電阻值最大(3)閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有明顯讀數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的讀數(shù).8(4)用同樣方法，再次測(cè)量并記錄幾組 U、I 值(5)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好器材(6)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)描繪 UI 圖線，所得圖線的延長(zhǎng)線與 U 軸交點(diǎn)即為電源的電動(dòng)勢(shì) E，圖線斜率的絕對(duì)值即為電池的內(nèi)阻 r.圖 T22EU1I1r EU2I2r.9.10【誤差分析】造成誤差的主要原因是未考慮電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值

4、比實(shí)際的總電流(即流過(guò)電源的電流)要小一些，U 越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就越大；作圖不準(zhǔn)確也會(huì)造成偶然誤差采用圖 T24 電路時(shí)有 E 測(cè)E 真，r 測(cè)r真，UI 圖象如圖 T25 所示圖 T24圖 T25.11【注意事項(xiàng)】(1)為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過(guò)一段時(shí)間的 1 號(hào)干電池或水果電池)(2)由于干電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象嚴(yán)重，電動(dòng)勢(shì)會(huì)明顯下降，內(nèi)阻 r 會(huì)明顯增大，故實(shí)驗(yàn)中不能將電流調(diào)得過(guò)大(長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過(guò) 0.3 A，短時(shí)間放電不宜超過(guò) 0.5 A)，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源；水果電池的內(nèi)阻變化也比較明顯，測(cè)量前應(yīng)做好充分準(zhǔn)備，測(cè)量

5、盡量迅速，在內(nèi)阻發(fā)生較大變化之前結(jié)束測(cè)量.12U I 求出(橫坐標(biāo)必須從零開(kāi)始)(3)實(shí)驗(yàn)中 U 取值不能太小，一般不得小于 1 V，測(cè)得的 U、I 值不少于 5 組，且變化范圍要大一些，解方程組求解 E、r 值時(shí)，取 1、4 組，2、5 組，3、6 組求解后，求平均值(4)縱坐標(biāo)可不從零開(kāi)始，如圖 T26 所示，計(jì)算內(nèi)阻時(shí)，要在直線上取兩較遠(yuǎn)點(diǎn)，用 r圖 T26.13要點(diǎn) 1 實(shí)驗(yàn)器材選取和電路設(shè)計(jì)【例 1】測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì) E 及內(nèi)阻 r(E 約為 4.5 V，r 約為 1.5 )器材：量程 3 V 的理想電壓表 V，量程 0.5 A 的電流表 A(有一定的內(nèi)阻)，固定電阻 R4 ，滑動(dòng)變

6、阻器 R，開(kāi)關(guān) S，導(dǎo)線若干請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖圖中各元件需用題目中給出的符號(hào)或字母標(biāo)出.14解析：實(shí)驗(yàn)中，由于電流表具有一定的未知阻值的電阻，所以應(yīng)將電流表內(nèi)接電路中最大電流即電流表 A 的量程為0.5 A，電源內(nèi)電壓最大值約為 0.51.5 V0.75 V，路端電壓最小值為(4.5 V0.75 V)3.75 V，而電壓表量程為 3 V，因此需將電阻 R 置于測(cè)量電路外，這樣并聯(lián)電路的最小電壓 U 4.5 V 0.5(1.54)V1.75 V，小于電壓表的量程所以實(shí)驗(yàn)原理如圖 T27 所示答案：如圖 T27 所示圖 T27.15總結(jié)：本題中測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，電壓表、電流表各有一個(gè)，且量

7、程固定，但電壓表量程較小，不可直接連在電源兩端，此時(shí)可利用固定電阻與電源串聯(lián)，固定電阻起到一定的分壓作用.16【觸類(lèi)旁通】1用圖 T28 的電路測(cè)定一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻因蓄電池內(nèi)阻非常小，為防止調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用了一個(gè)保護(hù)電阻 R0.除蓄電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：圖 T28.17A電流表(量程 0.6 A、3 A)B電壓表(量程 3 V、15 V)C定值電阻(阻值 1 ，額定功率 5 W)D定值電阻(阻值 10 ，額定功率 10 W)E滑動(dòng)變阻器(阻值范圍 010 ，額定電流 2 A)F滑動(dòng)變阻器(阻值范圍 0200 ，額定電流 1 A)(1)電流表選_擋

8、，電壓表選_擋(2)定值電阻選_，滑動(dòng)變阻器選_.18解析：先由電源的電動(dòng)勢(shì) E2.0 V(一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì))分析，電壓表的量程應(yīng)選 3 V 擋，若選 15 V 擋則不便讀數(shù)定值電阻只有兩個(gè)，若選用 R010 的電阻，則線路上的電流最大為 0.2 A，但電流表的最小量程為 0.6 A，讀數(shù)也不準(zhǔn)確，故應(yīng)選 R01 的定值電阻滑動(dòng)變阻器接入電路后，改變其阻值時(shí)，應(yīng)使線路中電流有明顯的改變，若阻值過(guò)大，反而不利于調(diào)節(jié)，故選用最大阻值 R10 的變阻器由于定值電阻 R0 與滑動(dòng)變阻器 R 已選，則可知電流表選量程為 0.6 A 擋答案：(1)00.6 A03 V (2)C E.19U I流，內(nèi)阻

9、r.當(dāng)然，電源內(nèi)阻也可以用 r要點(diǎn) 2 實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理1作圖時(shí)，應(yīng)使盡量多的點(diǎn)分布在直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，個(gè)別離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)可忽略2如果 UI 圖象坐標(biāo)原點(diǎn)是 U 軸、I 軸的零點(diǎn)，那么圖線與 U 軸交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì) E，與 I 軸交點(diǎn)坐標(biāo)表示電源短路電EI短求.20組別I/AU/V10.121.3720.201.3230.311.2440.321.1850.501.1060.571.05【例 2】用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)電阻 r，所用的電路如圖 T29 所示，一位同學(xué)測(cè)得的 6 組數(shù)據(jù)如下表所示圖 T29.21(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖 T210 中作出

10、 UI 圖線圖 T210(2)根據(jù)圖線得出電池的電動(dòng)勢(shì) E_V，電池的內(nèi)阻 r_.22(3)若不作出圖線，只選用其中兩組 U 和 I 的數(shù)據(jù)，可利用公式 EU1I1r 和 EU2I2r 算出 E 和 r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第_組和第_組的數(shù)據(jù)，求得 E 和 r 誤差最大的坐標(biāo)(0.65,1.0)，連同得出的E 值代入EUIr 中，得rEUI0.71 . 解析：(2)作圖線時(shí)應(yīng)把個(gè)別不合理的數(shù)據(jù)排除，由直線與縱軸的交點(diǎn)可讀出電動(dòng)勢(shì) E1.46 V，再讀出直線與橫軸的交點(diǎn).23(3)選用第 3 組和第 4 組數(shù)據(jù)求得的 E 和 r 誤差最大選用這兩組數(shù)據(jù)求 E 和 r，相當(dāng)于過(guò)圖中

11、 3 和 4 兩點(diǎn)作一直線，利用此直線求出 E 和 r，而此直線與所畫(huà)的直線偏離最大，實(shí)際上，第 4 組數(shù)據(jù)不合理，已經(jīng)排除答案：(1)如圖 T211 所示(2)1.46 0.71 (3)3 4圖 T211.24【觸類(lèi)旁通】2某同學(xué)采用如圖 T212 所示的電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻已知干電池的電動(dòng)勢(shì)約為 1.5 V，內(nèi)阻約為 1 ；電壓表(量程 03 V，內(nèi)阻 3 k)，電流表(量程 00.6 A，內(nèi)阻1.0 )，滑動(dòng)變阻器有 R1(最大阻值 10 ，額定電流 2 A)和R2(最大阻值 100 ，額定電流 0.1 A)各一只圖 T212.25 (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(填“R1”或“

12、R2”)(2)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值，得到如圖 T213 所示的電壓與電流關(guān)系圖線，根據(jù)圖線求出的電源電動(dòng)勢(shì) E _V，內(nèi)阻 r_.圖 T213.26 解析：(1)選擇阻值小的，方便調(diào)節(jié)，故選R1；(2)圖線的截距就是電動(dòng)勢(shì)，斜率就是內(nèi)阻注意縱軸U的變化是從0.8開(kāi)始的 答案：(1)R1(2)1.460.92.27要點(diǎn) 3 實(shí)物圖連線實(shí)物圖連接是一類(lèi)考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和操作能力較為有效的題型，連線前一定要畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，然后按圖連線，且必須注意以下幾點(diǎn)：(1)連線不能交叉；(2)必須把線接在接線柱上；(3)電流應(yīng)從電表正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出；(4)變阻器應(yīng)處在有效控制狀態(tài).28在實(shí)際

13、操作中，畫(huà)電路圖時(shí)，各元件的相對(duì)位置應(yīng)盡量與實(shí)物圖相吻合；連實(shí)物圖時(shí)，應(yīng)先串后并，先連控制電路后連測(cè)量電路要特別注意變阻器的分壓連接，把變阻器的全電阻、開(kāi)關(guān)、電源連成干路，讓變阻器的部分電阻與測(cè)量電路并聯(lián)即可.29【例 3】測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì) E 及內(nèi)阻 r (E 約為 6 V，r 約為1.5 )器材：量程 3 V 的理想電壓表 V，量程 0.6 A 的電流表A(具有一定內(nèi)阻)，固定電阻 R8.5 ，滑動(dòng)變阻器R(010 )，開(kāi)關(guān) S，導(dǎo)線若干(1)在下面的虛框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖圖中各元件需用題目中所給出的符號(hào)或字母標(biāo)出(2) 用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖 T2 14中完成實(shí)物連線圖 T214.30解

14、析：本題考查實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)圖的連接，及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力答案：(1)、(2)如圖 T215 甲、乙所示圖 T215.31【觸類(lèi)旁通】3測(cè)一待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻所給的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源 E，定值電阻 R1(阻值未知)，電壓表 V(量程為 3.0 V，內(nèi)阻很大)，電阻箱 R(099.99 )，單刀單擲開(kāi)關(guān) S1，單刀雙擲開(kāi)關(guān) S2，導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)連接了一個(gè)如圖 T216 所示的電路，她接下來(lái)的操作是：圖 T216.32將 S2 接到 a，閉合 S1，撥動(dòng)電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤(pán)的刻度處于如圖 T217 甲所示的位置，記錄下對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)為 2.20 V，然后斷開(kāi) S1；保持電阻箱示數(shù)不變，將 S2 切換到 b，閉合 S1，此時(shí)電壓表的讀數(shù)如圖乙所示，然后斷開(kāi) S1.請(qǐng)你解答下列問(wèn)題：圖 T217.331 1U R圖丙所示的