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實驗:測定電源的電動勢和內(nèi)電阻3-1第二章恒定電流AVRxAVRx電流表內(nèi)接法測大電阻(RX>>RA)電流表外接法測小電阻(RX<<RV)實驗:伏安法測電阻I測=I真,U測>U真∴R測>R真
U測=U真,I測>I真∴R測<R真
“大內(nèi)大,小外小。”RxAVAVRx分壓式接法限流式接法滑動變阻器的接法:[實驗?zāi)康腯測定電池的電動勢和內(nèi)電阻.
閉合電路歐姆定律
E=U+IrU-路端電壓I-干路電流[實驗原理]AVSR實驗:測定電源的電動勢和內(nèi)電阻方法一:公式法多測量幾次I、U的值,算出E、r取平均值.
E=U1+I1rE=U2+I2rE=U3+I3rE=U4+I4rE=U5+I5rE=U6+I6rE1r1E2r2E3r3E和r[數(shù)據(jù)處理]方法二:圖象法以I軸為橫坐標(biāo),U為縱坐標(biāo),用測出幾組的U,I值畫出U-I圖像.E.EIr=短E等于U軸截距r等于直線的斜率的絕對值[實驗器材]待測電池,電壓表(0-3V),電流表(0-0.6A),滑動變阻器(10Ω),電鍵,導(dǎo)線。?想一想:縱、橫坐標(biāo)都必須從0取起嗎?答:I軸必須從0取起,U軸可以不從0取起。OI/AU/V..EE等于U軸截距[實驗步驟]1.電流表用0.6A量程,電壓表用3V量程,按電路圖連接好電路。
2.把變阻器的滑動片移到一端使阻值最大。3.閉合電鍵,調(diào)節(jié)變阻器,使電流表有明顯示數(shù),記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1),用同樣方法測量幾組I、U值。4.?dāng)嚅_開關(guān),整理好器材。5.處理數(shù)據(jù),用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)電阻的值。思考與討論:1、如果實驗室準(zhǔn)備有新舊電池在該實驗中選用什么電池更好一些?試說明理由。答:使用舊電池好,這樣路端電壓變化明顯,實驗誤差小答:不能,I太大,電池老化嚴(yán)重,內(nèi)阻很快變大電流太小,電壓變化不明顯,誤差大答:讀數(shù)要快,讀完立即斷開2、在實驗過程中通電電流能否太大?若電流太大對實驗會有什么影響?電流能否太小?太小又會如何?3、為了不使通過電源的電流時間太長,在實驗過程中開關(guān)應(yīng)如何使用?[注意事項]1.為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻宜大些,可選用已使用過一段時間的1號干電池。2.干電池在大電流放電時,電動勢E會明顯下降,內(nèi)阻r會明顯增大,故長時間放電不宜超過0.3A,短時間放電不宜超過0.5A。因此,實驗中不要將I調(diào)得過大,讀電表要快,每次讀完立即斷電。3.要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù),且變化范圍要大些。4.在畫U-I圖線時,要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)。個別偏離直線太遠(yuǎn)的點可舍去不予考慮。這樣,就可使偶然誤差得到部分的抵消,從而提高精確度。5.干電池內(nèi)阻較小時路端電壓U的變化也較小,即不會比電動勢小很多,這時,在畫U-I圖線時,縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)I必須從零開始)。但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流。不過直線斜率的絕對值照樣還是電源的內(nèi)阻。AVS甲RAVS乙R甲圖:乙圖:誤差來源于電壓表的分流作用誤差來源于電流表的分壓作用[誤差來源及分析]1.系統(tǒng)誤差分析:OI/AU/V..EU準(zhǔn)確I測<I真I真=I測+I(xiàn)VU=0時,Iv=0∴E測<Er測<rE測=Er測>rOI/AU/V..EI準(zhǔn)確U測<U真U真=U測+UAI=0時,UA=0E真等效電源等效電源解得解得:∴E測<Er測<rAVS甲RE測=Er測>rAVS乙R解得:公式計算法分析:式中的ε與r是電動勢和內(nèi)阻的真實值2.為了減小偶然誤差,要多做幾次實驗,多取幾組數(shù)據(jù),然后利用U-I圖象處理實驗數(shù)據(jù)。3.每次讀完電表示數(shù)沒有立即斷開電源,造成E和r的變化。[誤差來源及分析]1.系統(tǒng)誤差分析:1)計算法2)圖象法3)等效電源法電路和器材的選擇例.在測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中,待測電池、開關(guān)和導(dǎo)線,配合以下哪組儀器,可以達(dá)到實驗的目的()A、一只電流表和一個電阻箱B、一只電流表、一個電壓表和一個滑動變阻器C、一只電壓表和一個電阻箱D、一只電流表和一個滑動變阻器ABC
1.用電阻箱、電流表測定(1)電路圖如圖所示(2)原理:E=I1(R1+r)
E=I2(R2+r)(3)誤差分析:來源于電流表分壓,即2.用電阻箱、電壓表測定(1)電路圖如圖所示(2)實驗原理:(3)誤差分析:來源于電壓表的分流,即E測=Er測>rE測<Er測<r[其他測量方法]例1.在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5V,內(nèi)阻約為2Ω)的電動勢和內(nèi)阻的實驗中,變阻器和電壓表各有兩個供選:A電壓表量程為15V,B電壓表量程為3V,A變阻器為(20Ω,3A),B變阻器為(500Ω,0.2A) 電壓表應(yīng)該選
(填A(yù)或B),這是因為
. 變阻器應(yīng)該選
(填A(yù)或B),這是因為
.答:B,A電壓表量程過大,誤差較大;A,B變阻器額定電流過小且調(diào)節(jié)不便例2.測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r(E約為4.5V,r約為1.5Ω)。器材:量程3V的理想電壓表V,量程0.5A的電流表A(具有一定內(nèi)阻),固定電阻R=4Ω,滑動變阻器R′,電鍵K,導(dǎo)線若干。①畫出實驗電路原理圖。圖中各無件需用題目中給出的符號或字母標(biāo)出。②實驗中,當(dāng)電流表讀數(shù)為
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