1、恒定电流,第 八 章,实验十测定电源的电动势和内阻,栏,目,导,航,一、实验目的1测定电源的电动势和内阻2加深对闭合电路欧姆定律的理解二、实验原理1如图甲所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值,最后分别算出它们的平均值,2用图象法来处理数据,在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出UI图象,如图乙所示,直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势E的值,图线的斜率的绝对值即内阻r的值三、实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺,四、实验步骤1电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按实验原理图
2、连接好电路2把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端3闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1)用同样方法测量出六组I、U的值填入表格中.4.断开开关,拆除电路,整理好器材,(1)某同学连接了实物线路图甲中的部分导线,请帮助他将电压表正确地连入电路中(2)检查电路无误后,闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片移到最_端(填“左”或“右”)(3)某实验小组测得了一系列数据,并在图乙坐标纸上描绘出了该电源的UI图线,根据图线求得电源的电动势E_V,内电阻r_(保留三位有效数字),解析:(1)测量电源的电动势和内电阻的实验电路较为简单,只需要滑动变阻器控制电路中的电流,再利用电流表和
3、电压表分别测量电流和电压即可,由于内阻较小,故一般采用相对电源的电流表外接法;同时注意开关应控制整个电路;故实物图如图所示,答案:(1)如图所示(2)右(3)2.941.68,一、数据处理1公式法:联立六组对应的U、I数据,满足关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、,让第1式和第4式联立方程,第2式和第5式联立方程,第3式和第6式联立方程,这样解得三组E、r,取其平均值作为电池的电动势E和内阻r.,二、误差分析1偶然误差(1)由于读数不准和电表线性不良引起误差(2)用图象法求E和r时,由于作图不准确造成误差(3)测量过程中通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化2系统误差:由于电压
4、表和电流表内阻影响而导致的误差如图甲所示,在理论上EU(IVIA)r,其中电压表示数U是准确的电源两端电压而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差,而且电压表示数越大,IV越大,三、注意事项1可选用旧电池:为了使电路的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的1号干电池2电流不要过大,读数要快:干电池在大电流放电时,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断电3计算法求E、r:要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I、U数据中,第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组,分别解出
5、E、r值再求平均值,伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻(1)在上述器材中请选择适当的器材:_(填写选项前的字母);(2)实验电路图应选择下图中的_(填“甲”或“乙”);,(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图象,则干电池的电动势E_V,内电阻r_.,以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目,不脱离教材而又不拘泥教材,体现开放性、探究性、设计性等特点1实验方法、方案的拓展,(1)某同学首先用多用电表的直流10 V挡粗略测量电池组的电动势,电表指针如甲图所示,则该电表读数为_V.(2)该同学再用提供的其他实验器材,设计了如下图乙所示的电路,请你按照电路图在图丙上完成实物连线(3)图丁为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据描绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池组的电动势E_V,内阻r_.,解析:(1)量程为10 V,则最小分度为0.2,故读数为7.2 V.(2)先将电流表及滑动变阻器串接在电源两端,再并联另一支路,电路中连线避免交叉,谢,谢,观,看,