人教版高中物理選修3-1電學實驗三 測定電源的電動勢和內阻

馬鳴風蕭蕭馬鳴風蕭蕭高中物理學習材料得三組E、r,取其平均動勢E和內阻r的大小.法二：以路端電壓U為橫軸建立U—I坐標系，出各組(U，值所對應的通過這些點作一條直值作縱軸、在坐占，然八、、7八、、線，不為電池的電干路電流I為標平面內描后盡量多地在直線上的點大致均勻分布在直線兩側，如圖所示，則馬鳴風蕭蕭**整理制作)電學實驗三測定電源的電動勢和內阻實驗目的1．掌握用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內阻的方法；進一步理解閉合電路的歐姆定律．2．掌握用圖象法求電動勢和內阻的方法．實驗原理1.實驗電路：如圖所示.2.實驗原理：閉合電路的歐姆定律.實驗器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙、鉛筆.

E(1)圖線與縱軸交點為E.(2)圖線與橫軸交點為I短(3)圖線的斜率表示r=短誤差分析由讀數(shù)誤差和電表線性不良引起誤差.用圖象法求E和r時，由于作圖不準確造成的誤差.本實驗采用的測量電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表的分流IV引起的，使電流表的示數(shù)I測小于電池的輸出電流I真因為I真=/測+IV，而IV=U/RV，U越大，IV越大，U趨近于零時，IV也趨近于零.所以此種情況下圖線與橫軸的交點為真實的短路電流，而圖線與縱軸的交點為電動勢的測量值，比真實值偏小．修正后的圖線如右圖所示，顯然，E、r的測量值都比真實值偏小，r測＜r真、E測＜E真測真測真若采用下圖所示電路，電流是準確的，當I很小時，電流表的分壓很小，但隨電壓的增大，電流I增大，電流表的分壓作用也逐漸增大.此種情況如圖乙所示，所以仏嚴真、r測廠真.實驗步驟注意事項電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按實驗電路圖連接好實物電路.注意事項把變阻器的滑片移動到使接入電路阻值最大的一端.測出組求解和第4測出組求解和第4一組，U—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)，用同樣方法測量并記錄幾組I、U值，并填入表格中.斷開開關，拆除電路，整理好器材.數(shù)據(jù)處理本實驗中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是嚴描點畫圖法.勢亠、法一：取六組對應的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關系式U1=E-7*^^I/、U=E-I^U3=E-I3r…讓第1式和第4式聯(lián)立方程，。第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解

1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內阻應選的大些(選用已使用過一段時間的干電池)在實驗中不要將I調得過大，每次讀完U、I讀數(shù)立即斷電，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象過重，使得E、r明顯變化.不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程時，類似于逐差法，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1組為一組，第2和第5組為一組，第3和第6組為分別解出E、r值再求平均值.I圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均馬鳴風蕭蕭馬鳴風蕭蕭勻分布在直線的兩側，而不要顧及個別離開直線較遠的點，以減小偶然誤差.5.干電池內阻較小時，U的變化較小，此時，坐標圖中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如圖甲所示的狀況，使下部大面積空間得不到利用，為此，可使縱坐標不從零開始而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始(橫坐標在畫I必須從零開始)，如圖乙所示，并且把坐標的比例放大，可使結果的誤差減小.此時圖線與橫軸交點不表示短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢，要在直線上任取兩個相距較AUAI拓展創(chuàng)新測量電動勢和內阻的其他方法1.安一阻法用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖，測量原理為：E=I］(R1+r),E=I2(R2+r)，由此可求出E和r,此種方法使測得的電動勢無偏差，但內阻偏大．2．伏一阻法遠的點，用r=計算出電池的內阻r.鋅片)暈片(正股)》》》》》》》》積一時之跬步臻千里之i果汁用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖，測量原理為：E=U］由此可求出r和E,此種方法測得的電動勢和內阻均偏小.3.粗測法：用一只電壓表粗測電動勢，直接將電壓表接在電源兩FR端，所測值近似認為是電源電動勢，此時U=f^~E,需滿足RV+r，E=U2RVr.4.雙伏法：用兩個電壓表可測得電源的電動勢，電路如圖所示.測/；量方法為：斷開s時，測得V］、v2的示數(shù)分別為u「u2,此時，J，Rv為V］的內阻；再閉合S，V］的示數(shù)為U］，此時E=U'］tfVV00.20.40.6屮0P00.20.40.60.RI/A乙E=U1+U2+%_r,解方程組可求得E和r.RV1.某實驗小組利用如圖所示電路測定一節(jié)電池的電動勢和內電阻，備有下列器材①待測電池，電動勢約為1.5V(小于1.5V)②電流表，量程3mA③電流表，量程0.6A④電壓表，量程1.5V⑤電壓表，量程3V⑥滑動變阻器，0?20Q⑦開關一個，導線若干請選擇實驗中需要的器材(填標號).按電路圖將實物(如圖甲所示)連接起來.小組由實驗數(shù)據(jù)作出的U—I圖象如圖乙所示，由圖象可求得電源電動勢為Q.2?某中學生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢E和內阻r,并探究電極間距對E和r的影響，實驗器材如圖所示.測量E和r的實驗方案為：調節(jié)滑動變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I,依據(jù)公式將電壓表視為理想表，要求避免電流表分果的影響，請在圖中用筆畫線代替導線連接，利用測量數(shù)據(jù)作出U—I圖象，得出E和r.壓作用對測量結電路.V，內電阻為⑶實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應果汁電池的u—i圖象如圖中》》》》》》》》》積一時之跬步臻千里之遙程《《《《《《《《《《《《》》》》》》》》》積一時之跬步臻千里之遙程《《《《《《《《《《《《馬鳴風蕭蕭馬鳴風蕭蕭(a)、(b)、(c)、⑷所示，由此可知：在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢(填“增大”、“減小”或“不變”)，電源內阻(填“增大”、“減小”或“不變”).曲線(c)對應的電源電動勢E=V,內阻r=Q,當外電路總電阻為2500Q時，該電源的輸出功率P=mW.(均保留三位有效數(shù)字)某研究性學習小組欲測定一塊電池的電動勢E.先直接用多用電表測定該電池電動勢．在操作無誤的情況下，多用電表表盤示數(shù)如圖，其示數(shù)為V.然后，用電壓表V、電阻箱R、定值電阻R。、開關S、若干導線和該電池組成電路，測定該電池電動勢．根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導線，將實物圖連接成完整電路.③從圖線中可求得E=③從圖線中可求得E=V.4.用如圖所示的電路測量電池電動勢和內電阻時，若有兩只電壓表V］、V2量程相同，內阻分別為RV1、RV2,且Rv1>RV2；兩只電流表A2量程相同，內阻分別為RA1、RA2，且Ra1>RA2，在實驗中，為了使E、r的測量值更精確一些，選擇的電表應該是()A.V］與A］B.V］與A2C.V2與A］D.V2與A2閉合開關S，調整電阻箱阻值R，讀出電壓表V相應示數(shù)U.該學習小組測出大量數(shù)據(jù)，分析篩選出下表所示的R、U數(shù)據(jù)，并計算出相應的1/R與1/U的值?請用表中數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，并作出1/U—1/R圖線.R(Q)166.771.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.91/R(X10—2Q—1)0.601.402.003.004.005.001/U(V—1)0.120.170.210.240.310.345．某學生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內阻時，所用滑動變阻器的阻值范圍為0?200,連接電路的實物圖如圖所示.下列對該學生接線的說法錯誤的是()A?滑動變阻器不起變阻作用B?電流表接線有錯C.電壓表量程選用不當D.電壓表接線不妥6.現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動勢E為9V左右，內阻r大約為400,為了測定這個電池的電動勢和內阻,某同學利用如圖甲所示的電路進行實驗,圖中電壓表的量程為6V,內阻為2k0,R1為電阻箱，阻值范圍0?9990,R0為定值電阻.7．7．甲乙實驗室備有以下幾種定值電阻R0A.100B.1000C.2000D.20000為使實驗能順利進行應選哪一種？答(填字母序號).該同學接入符合要求的R0后，閉合開關S,調整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線.則根據(jù)圖線可求得該電池的電動勢E為V,內阻r為0.采用如圖所示的電路“測定電池的電動勢和內阻”.（1）除了選用照片中的部分器材外，（（1）除了選用照片中的部分器材外，（填選項）.A.還需要電壓表B.還需要電流表C.還需要學生電源D.不再需要其他器材（2）測量所得數(shù)據(jù)如下：測量次數(shù)物理量123456R/Q1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.43用作圖法求得電池的內阻r=.（3）根據(jù)第5次所測得的實驗數(shù)據(jù)，求得電流表內阻RA=.8.小明要測定一電源的電動勢E和內電阻r，實驗器材有：一只DIS電流傳感器（可視為理想電流表，測得的電流用I表示），一只電阻箱（阻值用R表示），一只開關導線若干.該同學設計了如圖甲所示的電路進行實驗和采集數(shù)據(jù).（1）小明設計該實驗的原理表達式是（用E、rI、R表示）；⑵小明在閉合開關之前，應先將電阻箱阻值調至（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”），在實驗過程中，將電阻箱調至圖乙所示位置，則此時電阻箱接入電路的阻值為。；（3）小明根據(jù)實驗采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的J—R圖象，則由圖象求得該電源的電動勢E=V,內阻r=Q.（結果均保留兩位有效數(shù)字）某同學要用電阻箱和電壓表測量某水果電池組的電動勢和內阻，考慮到水果電池組的內阻較大，為了提高實驗的精確度，需要測量電壓表的內阻.實驗中恰好有一塊零刻度在中央的雙向電壓表，該同學便充分利用這塊電壓表，設計了如圖所示的實驗電路，既能實現(xiàn)對該電壓表的內阻的測量，又能利用該表完成水果電池組電動勢和內阻的測量.他用到的實驗器材有：待測水果電池組（電動勢約4V,內阻約50Q）、雙向電壓表（量程為2V，內阻約為2kQ）、電阻箱（0?9999Q）、滑動變阻器（0?200Q）,—個單刀雙擲開關及若干導線.（1）電路中定值電阻（1）電路中定值電阻R0的作用是.（2）請根據(jù)圖甲電路，在圖乙中用筆畫線代替導線連接電路.（3）該同學調節(jié)電阻箱阻值R,讀出對應的電壓表讀數(shù)U,得到兩組數(shù)據(jù)：R1=2.00時，q=2.37V；R2=4.00時，U2=2.51V.由這兩組數(shù)據(jù)可求得電源的電動勢為E=V,內阻為r=0.（4）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（1）該同學按如圖所示電路圖連線后，首先測出了電壓表的內阻．請完善測量電壓表內阻的實驗步驟；①將R1的滑動觸片滑至最左端，將S撥向1位置，將電阻箱阻值調為0②調節(jié)R1的滑動觸片，使電壓表示數(shù)達到滿偏；TOC\o"1-5"\h\z保持不變，調節(jié)R2使電壓表的示數(shù)達到；讀出電阻箱的阻值，記為R2,則電壓表的內阻RV=.（2）若測得電壓表內阻為2kQ,可分析此測量值真實值.（填“大于”、“等于”或“小于”）（3）接下來測量電源電動勢和內阻，實驗步驟如下：①將開關S撥至（填“1”或“2”）位置，將R1的滑動觸片移到端,不再移動；②調節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的示數(shù)達到一個合適值，記錄下電壓表的示數(shù)和電阻箱的阻值；③重復第二步，記錄多組電壓表的示數(shù)及對應的電阻箱的阻值．11（4）若將電阻箱與電壓表并聯(lián)后的阻值記錄為R,作出U—R圖象,則可消除系統(tǒng)誤差,如圖所示，其中截距為b斜率為k,則電動勢的表達式為，內阻的表達式為．要測量一電源的電動勢E（小于3V）和內阻r（約10）,現(xiàn)有下列器材：電壓表V（0?3V和0?15V兩個量程）、電阻箱（0?999.90）、定值電阻R0=30、開關和導線.某同學根據(jù)所給器材設計了如圖甲的實驗電路.用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢E和內阻r,又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線．A.電壓表V1（量程6V、內阻很大）B.電壓表V2（量程3V、內阻很大）C.電流表A（量程3A、內阻很小）D.滑動變阻器R（最大阻值100、額