实验10 测定电源的电动势和内阻.docVIP

实验|10 测定电源的电动势和内阻 主 干回顾·强化根基 药类国本 厚明算发 实验目的 (1)测电源的电动势和内电阻 (2)加深对闭合电路欧姆定律的理解 实验原理 E: 闭合电路欧姆定律：E=Uy+Um 如果电表器材是电压表和电流表，可用UU-/法， 即E=U+Ir 实验器材电池，电压表，电流表、滑动变阻 实验器材 器、开关、导线、坐标纸和刻度尺 (1)电流表用0~0.6 A量程，电压表用0~3V量程，按实验 电路图连接好电路 (2)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端 实验步骤(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明盈示数，井记 录一组数据(x?U,), 用同样方法测量几组1、U值填入表 实验步骤 格中 (4)断开开关.拆除电路，整理好器材 (1)计算方法，解方程组 U+lr j?=h-1, 二 二 求平均值 数据处理(2)图象法：画出电源的U-1图象，如图所永 数据处理 ①图线与纵轴交点为E ②图线与横轴交 ③图线斜率的绝对值表 F tU 0 ◎注意事项 1. 电池选取： 应选用内阻较大的电池. 2. 实验操作：实验中不宜将电流调得过大，电表读数要快，每次读完数后立即断开开 关 . 3. 数据要求： 要测出不少于6组的(I,U) 数据，且变化范围要大些. 4. 合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从零开始，则图线 和横轴的交点不再是短路电流. ◎误差分析 1. 用图象法求E 和 r 时作图不准确. 2. 由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差. 3. 本实验中测量结果是： EmEx,rr 其 大女次聚破重难 通失梗能心考点 大女 次 聚破重难 通失梗能 考点一 教材原型实验 类型1 器材选取、操作过程和数据处理 [例1] (2016·四川卷)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻.实验器材：待测电源(电 动势约3 V, 内阻约2Ω),保护电阻R?(阻值10 Ω)和R?(阻值52),滑动变阻器R, 电流表 A, 电压表V, 开关S, 导线若干. 待测电源 实验主要步骤： (i) 将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； (ii) 逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U 和相应电流表的示数I; (iii) 以 U 为纵坐标，I 为横坐标，作U-I 图线(U 、I 都用国际单位); (iv)求 出U-1 图线斜率的绝对值k 和在横轴上的截距a. 回答下列问题： (1)电压表最好选用 ;电流表最好选用 . A. 电压表(0～3 V, 内阻约15 k2) B. 电压表(0～3 V, 内阻约3 kQ) C. 电流表(0～200 mA, 内阻约22) D. 电流表(0～30mA, 内阻约22) (2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大.两导线与滑动变阻器接线 柱连接情况是 A. 两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B. 两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C. 一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D. 一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 (3)选用 k 、a 、R? 和 R? 表示待测电源的电动势 E 和内阻 r 的表达式， E= ,F 二 ,代入数值可得E 和 r 的测量值 . 解析 ( 1)电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的电压表 A; 当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表的电流最大，此时通过电流表的电流大小约为I= 所以选量程为200mA 的电流表 C. (2)由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大，则滑动变阻器接入电 路部分阻值增大，选项C 符合题意. (3)由E=U+I(r+R?), 得 U=-I(r+R?)+ E, 对比伏安特性曲线可知，图象斜率的绝对 值 k=r+R?, 所以电源内阻r=k-R?; 令 U=0, 得 由题意知U-I 图线与横 轴截距为a.,所 以 则 E=ka. , 答 案 (1) A C (2)C(3)ka k-R? 类型2 电路设计和实物连线 [例2] 用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V, 内 电 阻约1Ω)的电动势和内电阻