山东省聊城市第四中学高中物理 实验：测定电源电动势和内阻学案 新人教版选修31.doc

实验：测定电源电动势和内阻课前复习我们已经学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出有关的公式： 进行新课这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律，来测量电池的电动势和内阻。根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式我们有以下几种不同的办法来测量电源电动势。1， 用电流表、电阻箱测量。原理公式： 2， 用电压表、电阻箱测量。原理公式： 3，（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。原理公式： 这几种方法均可测量，今天我们这节课选择第三种测量方案。这种方法的实验原理是：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，为了减小误差，多测几组，后分别算出它们的平均值。想一想还有其他方法可以减小误差吗？还可以用作图法来处理数据，即在坐标纸上以i为横坐标，u为纵坐标，用测出的几组i、u值画出u-i图象（如图），所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内阻r的值。 实验步骤1、电流表用0.6a量程，电压表用3v量程，按图连接好电路。2、把变阻器的滑动片移动到一端使阻值最大。 3、闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（、）。用同样方法测量几组i、u值。4、打开电键，整理好器材。5、处理数据，用公式和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。注意事项1、为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些（选用已使用过一段时间的1号干电池）。2、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，因此，实验中不要将i调得过大，读电表要快，每次读完立即断开电键。3、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，分别解出e、r值再取平均。4、在画u-i图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。5、干电池内阻较小时路端电压u的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画u-i图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。误差分析如图根据闭合电路欧姆定律，由两次测量列方程有解得若考虑电流表和电压表的内阻，应用闭合电路欧姆定律有：解得即测量值均偏小课堂练习 1. 为了测定电池的电动势和内阻，除了电键，导线，待测电池外，还应采用下列那些仪器和器材？（ ）a 一个电流表，一个电压表，一个变阻器b 一个电流表，两个定值电阻c 一个电压表，两个定值电阻d 一个电压表，一个电阻箱2、下面给出多种伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是：（ ）a、测出两组i、u的数据，代入方程组e= +r和e=+r，求出e和rb、多测几组i、u的数据，求出几组e和r，最后分别求出其平均c、测出多组i、u的数据，画出u-i图象，再根据图象求e、rd、多测出几组i、u数据，分别求出i和u的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势e，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r3、用如图所示电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表、量程相同，内阻分别为、，且；两只电流表、量程相同，内阻分别为，且；在该实验中，为了使e、r的测量值精确些，选择的电表可以是：（ ）a、与 b、与 c、与 d、与 4图为两个不同闭合电路中两个不同电源的u-i图像，下列判断正确的是 （ ）a电动势，发生短路时的电流 b电动势=，内阻c电动势，内阻d当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大5在图所示的电路中，电源的内阻不能忽略。已知定值电阻10，8。当单刀双掷开关s置于位置1时，电压表读数为2v。则当s置于位置2时，电压表读数的可能值为 （ ）a22v b19vc16v d13v6用图的电路测量一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的内阻非常小，为了防止调节滑动变阻器时造成短路，并联了一个保护电阻，除蓄电池，开关，导线外可供使用的实验器材还有：a ， 电流表（量程0.6a 3a）b， 电压表（量程3v 15v）c， 定值电阻（阻值1，额定功率5w）d， 定值电阻（阻值10，额定功率10w）e， 滑动变阻器（阻值范围010，额定电流2a）f， 滑动变阻器（阻值范围0200，额定电流1a）1， 电流表和电压表各选那一个？2， 定值电阻选用那一个？滑动变阻器选用哪一个？在上述实验中，调整滑动变阻器共得到5组电流电压的数据，如下表请做出路端电压u随电流i变化的u-i图象，根据图象得出蓄电池的电动势和内阻的测量值。电流表的读数i/a1.72 1.35 0.98 0.63 0.34 电压表读数u/v1.88 1.92 1.93 1.98 1.99实验：测定电源电动势和内阻答案1abcd 2c 3. ab 4. ad 5 b6 因为蓄电池的电动势为2v，故电压表量程应选3v挡。若定值电阻取10 ，则电路中电流最大不超过0.2a，电流值不到电流表小量程的，不利于精确读数，故定值电阻只能取1若电流表选3a，为了便于读数，电流需要在1.5a以上，这样，电路的总电阻要在1.33以下，变化范围太小。不利于滑动