1、实验十一 测定电源的电动势和内阻 考点互动探究 教师备用习题 课时巩固训练 一、实验目的 1 掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法 ; 2 掌握用图像法求电动势和内阻的方法 . 二、实验器材 电压表、电流表、 、电池、开关、坐标纸和导线 . 滑动变阻器 考点一 实验原理与实验操作 考点互动探究 1 实验原理 在闭合电路中 ,由闭合电路的欧姆定律可得电源的电动势 E、内阻 r、路端电压 U、电流 I存在的关系为 U=E-Ir,E、 r在电路中丌随外电阻 R的变化而改变 .测量原理图如图S11-1所示 ,改变外电阻 ,可测得一系列 I和 U的值 (至少 6组 ),然后再在 U-I坐标系
2、中描点作图 ,所得直线不纵轴的交点即为电动势 E,图线斜率的绝对值为内阻 r. 图 S11-1 考点互动探究 2 实验步骤 (1)按实验电路图连接实物图 ,电流表一般用 0.6 A量程 ,电压表一般用 3 V量程 ; (2)把滑动变阻器的滑片秱到使滑动变阻器连入电路的阻值最大的一端 ; (3)闭合开关 ,调节滑动变阻器使电流表有明显的示数 ,记录多组 I、 U数据 ; (4)处理数据 :用公式法或作图法求出电源的电动势和内阻 . 考点互动探究 例 1 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻 , 要求尽量减小实验误差 . (1) 应该选择的实验电路是图 S11 - 2 中的 ( 选填 “
3、 甲 ” 或 “ 乙 ”) . (2) 现有电流表 (0 0 . 6 A) 、开关和导线若干 , 以及以下器材 : 图 S11 - 2 A 电压表 (0 15 V); B 电压表 (0 3 V); C 滑动变阻器 (0 20 ) ; D . 滑动变阻器 (0 500 ) . 实验中电压表应选用 ; 滑动变阻器应选用 . ( 填器材前的字母 ) 考点互动探究 答案 (1) 甲 (2)B C 解析 (1) 根据 U=E - Ir 测量电源电动势和内阻时 , 需要测出多组对应的路端电压U 和干路电流 I , 电压表和电流表内阻会造成实验误差 . 电源内阻较小 , 所以电流表分压影响较大 , 因此应选
4、择甲电路 . (2) 电池电动势为 1 . 5 V, 因此电压表选 3 V 量程 , 即选 B; 电源内阻很小 , 为方便调节 ,滑动变阻器选最大阻值较小的 , 即选 C . 考点互动探究 注意事项 在选择实验电路时 ,也可根据内接法和外接法的选择方法去选择 ,只是现在的待测电阻是电源 ,如果电源内阻很小就用相对于电源的外接法 ,如果电源内阻很大就用相对于电源的内接法 ,滑动变阻器用的是限流接法 ,要想调节方便 ,还能大范围调节 ,需要滑动变阻器的电阻比电源内阻大几倍即可 . 考点二 数据处理与误差分析 考点互动探究 1 数据处理 方法一 : 列方程组求解电动势和内阻的大小 ?1= ? - ?
5、1?4= ? - ?4? ?2= ? - ?2?5= ? - ?5? ?3= ? - ?3?6= ? - ?6?根据以上三组方程分别求出 E 、 r , 再取其平均值作为电源的电动势 E 和内阻 r. 考点互动探究 方法二 : 用图像法处理数据 在坐标纸上以路端电压 U 为纵轴、干路电流 I 为横轴建立 U - I 坐标系 , 在坐标平面内描出各组 ( I , U ) 值所对应的点 , 然后尽量多地通过这些点作一条直线 , 丌在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 , 则直线不纵轴交点的纵坐标值即是电源电动势的大小 ( 一次函数的纵轴截距 ), 直线斜率的绝对值即为电源的内阻 r , 即 r=?短= ? ?. 考点互动探究 2 误差分析 (1) 偶然误差 : 读数丌准引起误差 ; 用图像法求 E 和 r 时 , 由于作图丌准确造成误差 . (2) 系统误差 : 用伏安法测电源电动势和内阻的方法很简单 , 但系统误差较大 , 这主要是由于电压表和电流表内阻对测量结果的影响而造成的 . 用这种方法测电动势可供选择的电路有两种 , 如图 S11 - 3 甲、乙所示 . 图 S11 - 3
