实验：测定电池的电动势和内阻.docVIP

1 测定电池的电动势和内阻的其他几种方法 1.安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图6所示，测量原理为： E=I? (R?+r),E= I?(R?+r), 由此可求出E 和 r, 此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大. 图 6 2.伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图7所示，测量原理为： .由此可求出r 和 E, 此种方法测得的电动势和内阻均偏小. 图 7 3.伏伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图8所示.测量方法为：断开S, 测得 V? 、V? 的示数分别为 U? 、U?, 此时， Rv 为 V? 的内阻；再闭合S,V? 的示数为U?′, 此 时 解方程组可求得E 、r. , 图 8 4.粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源 的电动势，此时 ,需满足Ry》r. 1. 用 如 图 1 所示电路，测定 一 节干电池的电动势和内阻 . 电池的内阻较小，为 了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用 一 个定值电阻 Ro 起 保 护 作 用 . 除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： 2 图 1 (a)电流表(量程 0.6 A 、3A); (b)电压表(量程3 V、15V); (c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5 W) ; (d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W); (e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2A); (f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1A). 那么 (1)要正确完成实验，电压表的量程应选择 V, 电流表的量程应选择 A:R? 应选择 Ω的定值电阻，R 应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器. (2)引起该实验系统误差的主要原因是 解析 (1)由于电源是一节干电池(约1.5V), 所以选量程为3V 的电压表；估 算电流时，考虑到干电池的内阻一般为几欧，加上保护电阻，最大电流也在 1.0A 以下，小于量程3 A 所以选量程为0.6A 的电流表；由于电池内阻 较小，保护电阻不宜太大，选1Ω的即可，否则会使电流表、电压表读数范 围较小，造成较大的误差；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就 能很好地控制电路中的电流和电压，因此取0～10Ω范围.(2)由于电压表的 分流作用，使电流表读数总是比干路电流小，造成EEx,r r 答案 (1)3 0.6 1 0～10(2)电压表的分流 2. 某研究性学习小组采用如图2所示的电路测量某干电池的电动势E 和内阻r, R 为电阻箱， V 为理想电压表，其量程略大于电池的电动势.实验中通过多 次改变电阻箱 的阻值R, 从电压表上读出相应的示数 U, 该小组同学发现 U 与 R 不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示. 图 2 序号 1 2 3 4 5 6 7 3 0.1 0.4 0.5 1.0 2.0 2.5 5.0 0.36 0.44 0.43 0.60 0.87 1.00 1.58 回答下列问题： (1)根据表中的数据和实验原理，你认为第 (填序号)组数据是错误的， 原因是 (2)根据实验数据，请在图3所给的坐标系中绘出关系图线. 图 3 (3)由图线可知，该干电池的电动势E= V, 内阻 r= Ω.(结 果保留两位有效数字) 解析 (1)根据 据错误. : 变大， 就变大，故第3组数 (2)根据给定的各 在坐标系中描出位置，然后依据这些位置作出图 线，如图所示. (3)根 ,纵轴截距是电动势的倒数，斜率； ; , 4 得 E≈2.9V,r≈0.71 Ω . 答案 (1)3 随着电阻的减小路端电压应逐渐减小 (2)见解析图 (3)2.9 0.71 3. 某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采用如图4甲所示的 电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更准确.若电流表内阻阻值为RA, 则测量的方法与步骤是： 图 4 (1)将电阻箱阻值R 调到最大，闭合 S 后观察电流表示数，然后再调节电阻箱， 使电流表的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值R? 、R?及对应 的电流 I? 、I?; (2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势E 与内阻 r. 该方程组的表达式是： ) .