高中物理 實驗：測定電池的電動勢和內阻

1、10 10 實驗：測定電池的電動勢和內阻實驗：測定電池的電動勢和內阻1.1.理解閉合電路歐姆定律內容理解閉合電路歐姆定律內容. . 2.2.理解測定電源的電動勢和內阻的基本原理，體驗測理解測定電源的電動勢和內阻的基本原理，體驗測定電源的電動勢和內阻的探究過程定電源的電動勢和內阻的探究過程. .3.3.用解析法和圖象法求解電動勢和內阻用解析法和圖象法求解電動勢和內阻. . 實驗目的實驗目的(1)(1)掌握用電壓表和電流表測定電源電動勢和內阻的掌握用電壓表和電流表測定電源電動勢和內阻的方法方法. .(2)(2)學會用學會用U-IU-I圖線處理數(shù)據的方法圖線處理數(shù)據的方法. .1122EUI rEU

2、I r1221122112I UI UEIIUUrII1.1.伏安法：伏安法：E=U+IrE=U+IrAVSR R一、實驗方法和原理一、實驗方法和原理2.2.安阻法：安阻法：E=IE=I（R+rR+r）3.3.伏阻法：伏阻法：UE = U+rRA AR RS SV VR RS S 二、實驗步驟二、實驗步驟1.1.按原理圖連接實物圖按原理圖連接實物圖AVSR2.2.把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端. .3.3.閉合電鍵，調節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，閉合電鍵，調節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測記錄一組電流表和電壓表的

3、示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄幾組量并記錄幾組U U、I I值值. .4.4.斷開電鍵，整理好器材斷開電鍵，整理好器材. .方法一：公式法方法一：公式法改變改變R R的值，從電流表和電壓表中讀取兩組的值，從電流表和電壓表中讀取兩組I I、U U的值，代的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次I I、U U的值，算出的值，算出E E、r r取取平均值平均值. . 1122EUI rEUI r1221122112I UI UEIIUUrII三、數(shù)據處理三、數(shù)據處理E EI I短短方法二：圖象法方法二：圖象法在坐標紙上以為橫坐標，在坐標紙上以為橫坐標，為縱坐標，用測出的幾組為縱

4、坐標，用測出的幾組、值畫出圖象、值畫出圖象. .所得直線跟縱軸的交點所得直線跟縱軸的交點即為電動勢即為電動勢E E的值，圖線的值，圖線的斜率的絕對值即為內的斜率的絕對值即為內阻的值阻的值. .UrkI思考：思考：考慮電壓表的分流作用，大致畫出考慮電壓表的分流作用，大致畫出U-IU-I真實圖線真實圖線（1 1）本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片應置于阻值最）本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片應置于阻值最大位置處大位置處. .（2 2）使用內阻較大一些的舊電池）使用內阻較大一些的舊電池. .在實驗中不要將電流在實驗中不要將電流調得太大，每次讀完數(shù)后立即斷電，以免使電動勢和內調得太大，每次讀完數(shù)后立即斷電，

5、以免使電動勢和內阻發(fā)生變化阻發(fā)生變化. .（3 3）要測出不少于）要測出不少于6 6組、數(shù)據，且變化范圍要大一組、數(shù)據，且變化范圍要大一些些. .四、注意事項四、注意事項（4 4）畫）畫圖線時，應使圖線通過盡可能多的點，并圖線時，應使圖線通過盡可能多的點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，個別偏離直線使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，個別偏離直線太遠的點可舍去太遠的點可舍去. .（5 5）畫）畫U-I U-I 圖線時，縱軸的刻度可以圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始不從零開始，而是，而是根據測得的數(shù)據從某一恰當?shù)闹甸_始，（但橫坐標必須從根據測得的數(shù)據從某一恰當?shù)闹甸_始，（但橫坐標必須從

6、0 0開始開始) )但這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線但這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢與縱軸的截距仍為電動勢E E，圖線的斜率的絕對值仍為內，圖線的斜率的絕對值仍為內阻阻r.r.小結：在伏安法測電阻的實驗中，不論外接還是內接，電小結：在伏安法測電阻的實驗中，不論外接還是內接，電表內阻對測量都有影響表內阻對測量都有影響. .思考：在伏安法測電動勢和內阻的實驗中，電表內阻對思考：在伏安法測電動勢和內阻的實驗中，電表內阻對測量有無影響呢？如果有，又是怎樣影響的？測量有無影響呢？如果有，又是怎樣影響的？A AV V電壓表示數(shù)電壓表示數(shù)電流表示數(shù)電流表示數(shù)vU

7、U端ArII誤差原因誤差原因: :電壓表分流電壓表分流適用條件：測量小阻值電阻，即適用條件：測量小阻值電阻，即VrR思考：思考：E E測測和和E E真真的大小關系？的大小關系？r r測測和和r r真真的大小關系？的大小關系？理論推導：理論推導：根據閉合回路歐姆定律，兩次測量的方程為：根據閉合回路歐姆定律，兩次測量的方程為：1122EUI rEUI r測測測測1221122112I UI UEIIUUrII測測A AV V甲甲若考慮兩表內阻，應用歐姆定律有：若考慮兩表內阻，應用歐姆定律有：111V222VUEU(I)rRUEU(I)rR真真真真21121221V121212VI UI UEUUI

8、IRUUrUUIIR真真E Er r真測測真電壓表示數(shù)電壓表示數(shù)電流表示數(shù)電流表示數(shù)vUU端ArII誤差原因誤差原因: :電流表分壓電流表分壓適用條件：測量大阻值電阻適用條件：測量大阻值電阻. .即即ArR思考：思考：E E測測和和E E真真的關系？的關系？r r測測和和r r真真的大小關系？的大小關系？V V乙乙A A1122EUI rEUI r測測測測1221122112I UI UEIIUUrII測測12211221A12I UI UEIIUUrRII真真111A222AEUI rI REUI rI R真真真真AEErrRr測測真真測 大家現(xiàn)在知道在測干電池的大家現(xiàn)在知道在測干電池的電動

9、勢和內阻的實驗中為什么采電動勢和內阻的實驗中為什么采用甲圖了嗎？用甲圖了嗎？ 測定電池電動勢還有另外兩種方法測定電池電動勢還有另外兩種方法: :用電阻箱及一只電用電阻箱及一只電表表( (電壓表或電流表電壓表或電流表),),試畫出測量的電路圖試畫出測量的電路圖, ,需要測定的實驗需要測定的實驗數(shù)據有哪些數(shù)據有哪些? ?寫出計算電動勢及內阻的表達式寫出計算電動勢及內阻的表達式. .AKE,rRVKE,rR112221I RI RrII121221()I IRREII12122112()R R UUrU RU R12122112()UU RREU RUR1.1.用伏安法測定電池的電動勢和內電阻的實驗

10、中，下列注意用伏安法測定電池的電動勢和內電阻的實驗中，下列注意事項中錯誤的是事項中錯誤的是 ( )( )A A應選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變應選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯化比較明顯B B移動變阻器的觸頭時，不能使滑動變阻器短路造成電流移動變阻器的觸頭時，不能使滑動變阻器短路造成電流表過載表過載C C根據實驗記錄的數(shù)據作根據實驗記錄的數(shù)據作U U一一I I圖象時，應通過盡可能多的圖象時，應通過盡可能多的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側兩側D.D.出于安全的考慮，在選擇電表時，量程

11、越大越好出于安全的考慮，在選擇電表時，量程越大越好. .D DE rE rA AR R1 1 R R2 2 2. 2.如圖所示的電路中，如圖所示的電路中，R R1 1、R R2 2為標準電阻，測定電源的為標準電阻，測定電源的電動勢和內阻時，如果偶然誤差可以忽略不計，則電動勢的電動勢和內阻時，如果偶然誤差可以忽略不計，則電動勢的測量值測量值 真實值，內阻的測量值真實值，內阻的測量值 ，產生，產生誤差的原因是誤差的原因是 . .等于等于偏大偏大電流表有內阻電流表有內阻3.3.在測定電源的電動勢和內阻的實驗中，待測電池、開關和在測定電源的電動勢和內阻的實驗中，待測電池、開關和導線配合下列哪組儀器，可

12、以達到測定目的（導線配合下列哪組儀器，可以達到測定目的（ ）A. A. 一只電流表和一個滑動變阻器一只電流表和一個滑動變阻器B. B. 一只電流表和一只電壓表一只電流表和一只電壓表C. C. 一只電流表和一個電阻箱一只電流表和一個電阻箱D. D. 一只電壓表和一個電阻箱一只電壓表和一個電阻箱ACDACD 4. 4.請根據下面的請根據下面的U-IU-I圖線讀出電池的電動勢圖線讀出電池的電動勢E=E= _ _ V V，電池的內阻電池的內阻r=r= 1.471.470.760.765.5.要測量一電源的電動勢要測量一電源的電動勢E E（小于（小于3V3V）和內阻）和內阻r r（約（約11）. .現(xiàn)有

13、下列器材：電壓表現(xiàn)有下列器材：電壓表V V（3V3V和和15V15V兩個量程）、兩個量程）、電阻箱（電阻箱（0 0999.9999.9）、定值電阻）、定值電阻R R0 0=3=3、開關和導線、開關和導線. .某同學根據所給器材設計如下的實驗電路某同學根據所給器材設計如下的實驗電路. .（1 1）電路中定值電阻）電路中定值電阻R R0 0的作用是的作用是 . .保護電源保護電源, ,防止短路防止短路（2 2）請根據電路圖甲，在圖乙中用筆畫線代替導線連接電路）請根據電路圖甲，在圖乙中用筆畫線代替導線連接電路. .R R0 03 3V V1515乙乙V VR RR R0 0S SE E甲甲（3 3）

14、該同學調節(jié)電阻箱阻值）該同學調節(jié)電阻箱阻值R R，讀出對應的電壓表讀數(shù)，讀出對應的電壓表讀數(shù)U U，得到兩組數(shù)據：，得到兩組數(shù)據：R R1 1=2.0=2.0時，時，U U1 1=2.37V=2.37V；R R2 2=4.0=4.0時，時，U U2 2=2.51V.=2.51V.由這二組數(shù)可求得電源的電動勢為由這二組數(shù)可求得電源的電動勢為E=E= V V，內阻為內阻為 r=r= （4 4）為使最終測量結果更精確，在不改變實驗方法，不）為使最終測量結果更精確，在不改變實驗方法，不更換實驗器材的前提下，請你對該同學提一條建議更換實驗器材的前提下，請你對該同學提一條建議. .2.942.941.21.2解解: :（3 3）r.rRRUUE 3237237201112220U2.51EUr2.51rRR43解得解得 E=2.94V r=1.2 E=2.94V r=1.2 （4 4）多測幾組）多測幾組R R、U