测电源的电动势和内阻10215.docVIP

测电源的电动势和内阻 电表改装 一、考点聚焦 1.掌握用伏安法测定电源的电动势和内阻的方法、数据处理。 2.掌握电表改装的原理、方法，并学会校准电表。 二、知识扫描 一、测定电源的电动势和内阻的实验原理： （一） 利用如图所示电路，只要改变外电路R的阻值，测出两组I、U的数值，代人方程组： 就可以求出电动势E和内阻r．或多测几组I、U数据，求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值． 此外还可以用作图法来处理实验数据，求出E、r的值．在标坐纸上，I为横坐标，U为纵坐标，测出几组U、I值，画出U—I图像，根据闭合电路的欧姆定律U=E—Ir，可知U是I的一次函数，这个图像应该是一条直线．如图所示，这条直线跟纵轴的交点表示电源电动势，这条直线的斜率的绝对值，即为内阻r的值。 （二）测定电源的电动势和内阻的实验的技巧 1、在开关S闭合前，变阻器滑片应使变阻器连入的阻值最大；要测出不少于6组I、U数据，且变化范围大些，用方程组求解时，1与4、2与5、3与6为一组，分别求出E、r的值再求平均值． 2、为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选用已使用过一段时间的1号干电池）． 3、画U—I图线时，要使较多的点落在直线上或使各点均匀落在直线的两侧，个别偏离较大的舍去不予考虑，以减少偶然误差．本实验由于干电池内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U—I图线时纵轴的刻度可以不从零开始，但这时图线和横轴的交点不再是短路电流． 4、干电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大．故长时间放电不宜超过0．3A．因此，实验中不要将电流I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。 5、此实验还可以改用一个电阻箱和一个电流表或一个电压表和一个电阻箱来测定． （三）测定电源的电动势和内阻的误差分析： 1、 每次读完电表示数没有立即断电，造成E、r变化； 2、测量电路存在系统误差，I真=I测十IV未考虑电压表的分流； 3、 用图象法求E、r时作图不准确造成的偶然误差． 二、电流表改装成电压表 1．原理：电流计改装为电流表和电压表是电阻的串、并联的应用． (1)电流计与小电阻并联后，改装为电流表．如图所示．改装后电流表的量程为______电流表内阻为_____。 (2)电流计与大电阻串联后，改装为电压表，如图所示，改装后的电压表的量程为_ _，改装后的电压表的内阻为___。 2. “半偏法”测电流表内阻 用右图测定电流表内阻rg，方法是：先断开S2，闭合S1，调节R，使电流表满偏；然后闭合S2，调节R/，使电流表达到半满偏。当R比R/大很多时，可以认为rg=R/。（当R比R/大很多时，调节R/基本上不改变电路的总电阻，可认为总电流不变，因此当电流表半满偏时，通过R/的电流也是满偏电流的一半，两个分路的电阻相等）。实际上，S2闭合后，总电阻略有减小，总电流略有增大，当电流表半满偏时，通过R/的电流比通过电流表的电流稍大，即R/比rg稍小，因此此步测量的系统误差，总是使rg的测量值偏小。其中R不必读数，可以用电位器，R/需要读数，所以必须用电阻箱。 根据rg、Ig和扩大后的量程，计算出需要给电流表串联的电阻R1的值。 3．把改装的电压表和标准电压表进行校对 校对要每0.5V校对一次，所以电压要从零开始逐渐增大，因此必须选用 。如果校对时发现改装电压表的示数总是偏大，则应该适当增大R1的阻值(使表头的分压减小一些)，然后再次重新进行校对。 三、好题精析 [例1] 在测电源电动势和内阻的实验中，实验室提供下列器材：A．电压表(0-3V)，B．电压表(0-15V)， C．电流表(0-0.6A)，D．电流表(0-3A)，E．滑动变阻器(10Ω，2A)， F．滑动变阻器(100Ω，0.5A)，G．阻值为1Ω,的标准定值电阻，H．开关和足量导线。待测的电源是电动势约2V，内阻约0.1Ω的蓄电池，为了使测量电动势和内阻都尽可能准确，实验时电压表应选用_______，电流表应选用 _________滑线变阻器应选用___________。 　　在虚线方框中画出本实验的原理图。 　 [例2]用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻，既可用下图中的(甲)图所示的电路也可用(乙)图所示的电路，现使用(甲)图所示的电路，测得多组数据，把它们标在(丙)图的坐标纸上，并作出路端电压U与干路电流I间的关系(U—1)图象如图所示。 　　(1)由(丙)图的图象可知，电源的电动势E＝_____ V，内电阻r＝________Ω。 　 (2)考虑到电流表和电压表本身电阻对测量结果的影响，(丙)图的图象并不是真正的路端电