高中物理知識全解 6.13 測定電源的電動勢和內(nèi)阻

1、高中物理知識全解 6.13 測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗?zāi)康?、了解并掌握測定電源的電動勢和內(nèi)阻的原理和實驗方法。2、學(xué)習(xí)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。實驗器材電壓表，電流表、滑動變阻器，待測電源，開關(guān)，導(dǎo)線若干。實驗原理如右圖所示，若電壓表、電流表作理想電表處理，則電壓表測的是路端電壓，電流表測的是干路電流。通過改變滑動變阻器的阻值可測多組路端電壓與干路電流數(shù)據(jù)，作路端電壓與干路電流的U-I圖象并延長至與兩坐標(biāo)軸相交。I、當(dāng)干路電流I=0時，則對應(yīng)的路端電壓U為電源電動勢E（即U-I圖象與U軸的交點縱坐標(biāo)為電源電動勢E）II、當(dāng)干路電流最大時，則（即U-I圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻，故可以在U-I圖象中

2、取兩個較遠(yuǎn)的點求斜率即）注意：因為，所以在路端電壓與干路電流的UI圖象中某點與坐標(biāo)原點連線的直線的斜率表III、伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻應(yīng)選用舊的干電池作為被測電源，因為這樣可使電壓表示數(shù)U的變化更明顯。例：下圖是測某一電源的電動勢和內(nèi)阻而作出的U-I圖象，則：誤差分析 （電表有內(nèi)阻帶來實驗誤差）路的圖象如上圖丁所示，則：，?！纠}】某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)備有下列器材：A被測干電池一節(jié)B電流表：量程00.6 A，內(nèi)阻0.1 C電流表：量程03 A，內(nèi)阻0.024 D電壓表：量程03 V，內(nèi)阻未知E電壓表：量程015 V，內(nèi)阻未知 F滑動變阻器：010 ，2 AG滑動變阻器

3、：0100 ，1 AH開關(guān)、導(dǎo)線若干伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準(zhǔn)確地測量電池的電動勢和內(nèi)阻(1)在上述器材中請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模篲(填寫選項前的字母)；(2)在圖(a)方框中畫出相應(yīng)的實驗電路圖；(3)根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖(b)所示的UI圖象，則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后，干電池的電動勢E_ V，內(nèi)電阻r_ .注意：電流表或電壓表會給實驗帶來系統(tǒng)誤差，因此在設(shè)計電路時要盡量避免電流表或電壓表帶來的系統(tǒng)誤差?！纠}】測某一電源的E和時，有量程是0.5A的電流表A有一定內(nèi)阻，理想電壓表V量程是3V，

4、固定電阻，滑動變阻器為R，電鍵，導(dǎo)線若干，為了減小誤差請設(shè)計一個電路。推廣1：計算法求解電源的電動勢和內(nèi)阻例：以下為4種測電源電動勢的電路，則：推廣2：根據(jù)電路特點，由公式推導(dǎo)再結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)理解圖象、圖象及圖象的圖線性質(zhì)，同時理解圖線的斜率、截距等所代表的物理意思而靈活解題。【例題】某同學(xué)對實驗室的一個多用電表中的電池進行更換時發(fā)現(xiàn)，里面除了一節(jié)1.5 V的干電池外，還有一個方形的電池(層疊電池)，如下圖一所示該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，但是從實驗室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱(最大阻值為999.9 ，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用)、一只電流表(兩個量程：一個Ig0.6 A，內(nèi)阻rg0.1

5、；一個Ig3 A)和若干導(dǎo)線(1)請根據(jù)測定電動勢E、內(nèi)電阻r的要求，在矩形框中畫出電路圖，并按電路圖把器件連接起來(2)接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，填入下表，其中某次電阻箱的阻值R2.6 時，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如右圖二所示，請你讀出并填在空格里.電流表的讀數(shù)(A)電阻箱的阻值()(3)處理實驗數(shù)據(jù)時首先計算出每個電流值I的倒數(shù)；再作R坐標(biāo)圖，請你將上表中數(shù)據(jù)處理后標(biāo)注在坐標(biāo)圖三上，并把描繪出的坐標(biāo)點連成圖線，根據(jù)描繪出的圖線可得這個電池的電動勢E_ V，內(nèi)電阻r_.【例題】某同學(xué)利用DIS，定值電阻R0、電阻箱R1等實驗器材測量電池a的電動勢和內(nèi)阻，實驗

6、裝置如圖下圖所示，實驗時多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻阻值R，用電壓傳感器測得端電壓U，并在計算機上顯示出如下圖所示的1/U1/R關(guān)系圖線a.重復(fù)上述實驗方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻，得到下圖中的圖線b.(1)由圖線a可知電池a的電動勢Ea_ V，內(nèi)阻ra_ .(2)若用同一個電阻R先后與電池a及電池b連接，則兩電池的輸出功率Pa_Pb(填“大于”、“等于”或“小于”)，兩電池的效率a_b(填“大于”、“等于”或“小于”)【例題】在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小，某同學(xué)設(shè)計了如右圖所示的實物電路(1)實驗時，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”)(2)改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R010 的定值電阻兩端的電壓U.下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是_(選填“1”或“2”)(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點，繪出的R圖象是一條直線若直線的斜率為k，在坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E_，內(nèi)阻r_.(用k、b、R0表示)【例題】為了測定一個定值電阻的阻值，某同學(xué)利用如右圖一所示的電路進行實驗電源電動勢為E(大小未知)、內(nèi)阻不計，R為待測電阻，R為電阻箱，電壓表的內(nèi)阻非常大實驗時，改變R的值，記下對應(yīng)的電壓表V所示的電壓U的值，從而得到若干組R、U的數(shù)據(jù)，然后通過作出有關(guān)物理量的線性圖象，即可求得R