7_学生实验：测量电源的电动势和内阻剖析.docxVIP

实验3：测量电源的电动势和内阻一、“伏安法”测E和r1．实验步骤(1)电流表用0～0.6A量程，电压表用0～3V量程，按实验原理图连接好电路．(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其阻值最大．(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1，U1)．用同样的方法测量几组I、U值．(4)断开开关，整理好器材．(5)处理数据，用公式法或作图法求出电池的电动势和内阻．2．实验数据的处理(1)求平均值法：由E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r可解得E＝，r＝.可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值．(2)作U－I图像作出电源的U－I图像如图1所示图1图线纵轴截距表示电动势E，图线的斜率表示电池的内阻r，即r＝＝.3．注意事项(1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表．(2)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r发生明显变化．图2(3)当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始．如图2所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝||求出．二、“安阻法”测E和r1．实验原理由E＝IR＋Ir可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r.2．实验器材电源、开关、变阻箱、电流表，电路图如图3所示．图33．数据处理(1)公式法由E＝I1(R1＋r)和E＝I2(R2＋r)可解出E和r.(2)图像法由E＝I(R＋r)得：R＝E·－r.由此作出R－图像，由斜率和截距可求出E和r.三、“伏阻法”测E和r1．实验原理由E＝U＋r知，如果能得到U、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r.2．实验器材电源、开关、变阻箱、电压表，电路图如图4所示．图43．数据处理(1)公式法：由E＝U1＋r和E＝U2＋r解方程组可求得E和r(2)图像法：由E＝U＋r得：＝＋·.作出－图线，由图像的斜率和截距可求得E和r.一、伏安法测E、r的仪器选择与数据处理例1　在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中．(1)备有如下器材A．干电池1节B．滑动变阻器(0～20Ω)C．滑动变阻器(0～1kΩ)D．电压表(0～3V)E．电流表(0～0.6A)F．电流表(0～3A)G．开关、导线若干其中滑动变阻器应选__________，电流表应选__________．(只填器材前的序号)(2)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．(3)某同学根据实验数据画出的U－I图像如图5所示，由图像可得电池的电动势为____________V，内电阻为____________Ω.图5针对训练　用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图6(a)所示，一位同学测得的六组数据如下表所示.组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/V1.371.321.241.181.101.05(1)试根据这些数据在图(b)中作出U—I图线．　图6(2)根据图线求出电池的电动势E＝________V，电池的内阻r＝________Ω.二、安阻法(或伏阻法)测E、r的实验原理与数据处理例2　某研究性学习小组利用如图7甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R－图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝________，r＝________.图7图8　1、某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图8所示．(1)在图9的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．图8图9(2)图10请完成下列主要实验步骤：①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图10所示，读得电阻值是________；②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；③将开关S2____________，电压表的示数是1.16V；断开开关S1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)．课下作业：1.如图1所示，是根据某次测定电池的电动势和内阻的实验记录的数据作出的U－I图像，下列关于这个图像的说法中正确的是(　　)图1A．纵轴截距表示待测电池的电动势，即E＝3.0VB．横轴截距表示短路电流，即I0＝0.6AC．根据r＝，计算出待测电池内阻为5ΩD．根据r＝||，计算出待测电池内阻为1Ω2．用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中正确的是(　　)A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显B