人教版物理必修三第十二章

電能

能量守恒定律第三節(jié)

實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量（2）二、用電阻箱、電壓表（伏阻法）測定電源的電動勢和內(nèi)阻1.電路圖如圖VE

rSR2．原理：改變電阻箱阻值，記錄R與U值，應(yīng)用E＝U1＋(U1/R1)r和E＝U2＋(U2/R2)r求解E、r.采用一個電阻箱、一塊電壓表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。VR2R1數(shù)據(jù)處理（1）公式法（2）圖象法考慮電壓表電阻時E真、r真r測

<r真E測

<E真比較可得：3．誤差分析:E測＜E真

r測＜r真誤差來源：電壓表的分流。Rv越大誤差越小，電壓表內(nèi)阻已知，可消除系統(tǒng)誤差。為了減小誤差，可多測幾組數(shù)據(jù)，求平均值，但應(yīng)注意電阻箱的值不能調(diào)得太大，以至于電壓表的分流作用不能忽略．系統(tǒng)誤差與電流表外接法相同，U/R相當(dāng)于流過變阻器的電流r測

<r真E測

<E真把電源和電壓表看成一個整體，這樣測得的就是這個整體的路端電壓和通過這個整體的電流，計算出的就是這個整體的電動勢和這個整體的內(nèi)電阻。這個整體的電動勢相當(dāng)于開路時電壓表所分得的電壓，整體的電阻相當(dāng)于電源和電壓表并聯(lián)的阻值。即：VSE,r···等效電源法三、用電阻箱、安培表（安阻法）測定電源的電動勢和內(nèi)阻1.實驗原理：如圖所示，采用一個電阻箱、一塊電流表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。原理：E=I（R+r)3．誤差分析：r測>r真，E測＝E真．為了減小誤差，可多測幾組數(shù)據(jù)，求平均值，但應(yīng)注意電阻箱的值不能調(diào)得太小，以至于電流表的分壓作用不能忽略．改變電阻箱阻值，記錄R與I值，應(yīng)用E＝I1(R1＋r)和E＝I2(R2＋r)求解E、r.2.數(shù)據(jù)處理（1）公式法（2）圖象法E測=I1(R1+r)E測=I2(R2+r)由E=I(R+r)得E測=E真

r測>r真斜率k=E；縱軸截距代表內(nèi)電阻r斜率k=1/E；縱軸截距代表r/E誤差來源：電流表的分壓。電流表內(nèi)阻已知，可消除系統(tǒng)誤差。誤差分析1.不考慮電流表內(nèi)阻時，E測，r測的測量值A(chǔ)SE,rRE測=I1（R1+r測）E測=I2（R2+r測）2.考慮電流表內(nèi)阻時，E，r的真實值比較得：E測=

E真

r測>r真E真=I1（R1+RA+r真）E真=I2（R2+RA+r真）r測

=RA+r真>r真E測

=E真把電源和電流表看成一個整體，這樣測得的就是這個整體的路端電壓和通過這個整體的電流，計算出的就是這個整體的電動勢和這個整體的內(nèi)電阻。這個整體的電動勢相當(dāng)于開路時的電壓，整體的電阻相當(dāng)于電源和電流表串聯(lián)的阻值。即：等效電源法ASE,rR采用一個定值電阻、一個電阻箱、兩塊電流表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。原理：E=U+IrA2SE,rRA1A2SE,rRA1實驗原理四、用電阻箱、安培表（安安法）測定電源的電動勢和內(nèi)阻相當(dāng)于電壓表相當(dāng)于電壓表相當(dāng)于內(nèi)接法相當(dāng)于外接法GSE,rRARg這種方法無系統(tǒng)誤差由閉合電路歐姆定律可得采用一個定值電阻、一個電阻箱、兩塊電壓表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。原理：E=U+IrSE,rRV2V1SE,rRV2V1實驗原理五、用電阻箱、伏特表（伏伏法）測定電源的電動勢和內(nèi)阻相當(dāng)于電流表相當(dāng)于內(nèi)接法相當(dāng)于外接法相當(dāng)于電流表采用兩塊電壓表、一個單刀雙擲開關(guān)和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。實驗原理V1V2S12S接1時V1的讀數(shù)為U0，S接2時V1、V2的讀數(shù)分別為U1、U2,由閉合電路歐姆定律可得：（已知V1的內(nèi)阻Rv1)這種方法無系統(tǒng)誤差1．在測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，為了測出電源的電動勢和內(nèi)阻，除待測電源和開關(guān)、導(dǎo)線以外，還需要用到一些其它的實驗器材，下面給出的四組實驗器材中，能完成實驗?zāi)康挠心膸捉M（）A．一個電流表和一個電阻箱B．一個電壓表和一個電阻箱C．一個電壓表、一個電流表和一個滑動變阻器D．一個電流表和一個滑動變阻器ABC課堂練習(xí)2．用如圖所示的電路測定電池的電動勢和內(nèi)阻，由于電表內(nèi)阻的影響，關(guān)于電動勢的真實值E0與測量值E及電池內(nèi)阻的真實值r0與內(nèi)阻的測量值r的說法正確的是（）A．E0＞E，r0＞r B．E0＝E，r0＜rC．E0＝E，r0＞r D．E0＜E，r0＜rB3．如圖甲所示為測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗電路圖，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U—I圖線，以下實驗結(jié)論正確的是（）A．電池電動勢和內(nèi)電阻的測量值均偏大B．電池內(nèi)阻的測量值為3.50ΩC．外電路發(fā)生短路時的電流為0.40AD．電壓表的示數(shù)為1.20V時，電流表的示數(shù)I′=0.20AD4．某同學(xué)用如圖甲所示的電路做“測定電源電動勢和內(nèi)電阻”的實驗，并根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如上題圖乙所示的U—I圖象，由于實驗中使用的電表不是理想電表，會對實驗結(jié)果造成一定的影響，關(guān)于該同學(xué)實驗測量值誤差的分析正確的是()A．由于電壓表的分流作用，使得內(nèi)阻的測量值大于真實值B．由于電壓表的分流作用，使得內(nèi)阻的測量值小于真實值C．由于電流表的分壓作用，使得內(nèi)阻的測量值大于真實值D．由于電流表的分壓作用，使得內(nèi)阻的測量值小于真實值B5．某研究性學(xué)習(xí)小組利用下圖所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如下圖所示R-1/I圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可得到（）A．電源電動勢約為1.5VB．內(nèi)阻約為1.0ΩC．用該電路測電動勢，測量值比真實值小D．用該電路測內(nèi)阻，測量值比真實值小B6.某同學(xué)利用一只電流表和一個電阻箱測定電源的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還有開關(guān)一個、導(dǎo)線若干，實驗原理如圖甲所示．(1)在圖乙的實物圖中，已正確連接了部分電路，請完成其余電路的連接．(2)調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖丙所示，讀得電阻值是______Ω.(3)接通開關(guān)，多次改變電阻箱的阻值R，同時讀出對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄，畫出R-1/I關(guān)系圖線，如圖丁所示．則圖線斜率的物理意義是___________；若電流表內(nèi)阻RA＝0.1Ω，由圖線求得電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝_______Ω.2.3電源電動勢1.40.6解析：根據(jù)電路圖甲連接實物圖乙可以從電源的“＋”接線柱開始連接到電阻箱的左側(cè)接線柱，其右側(cè)接線柱連接到電流表的“＋”接線柱，再把“－”接線柱連接到開關(guān)的右側(cè)接線柱；電阻箱的讀數(shù)是用“黑三角”所對的數(shù)字乘下面的倍數(shù)，然后把他們相加即可，為2.3Ω；由閉合電路歐姆定律E＝I(r＋R＋RA)得R＝E/I－(r＋RA)，結(jié)合圖丁知圖線斜率表示電源電動勢，大小為1.4V，圖線與縱軸的交點(diǎn)為r＋RA＝0.7，因RA＝0.1Ω，即可得到電源內(nèi)阻r＝0.6Ω.7.某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(R0＝5Ω)一個，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干，實驗原理圖如圖甲．(1)在圖乙的實物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接．(2)請完成下列主要實驗步驟：A．檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖丙所示，讀得電阻值是________；B．將開關(guān)S1閉合、S2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V；

C．將開關(guān)S2________，電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關(guān)S1.(3)使用測得的數(shù)據(jù)，計算出干電池的內(nèi)阻是________(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．(4)由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏________(填“大”或“小”)．

20Ω閉合0.69Ω小解析:(1)如圖所示．(2)由題圖丙讀得電阻箱阻值為R＝20Ω；將S1閉合、S2斷開，電壓表示數(shù)為電源電動勢E＝1.49V，將S2再閉合，