1、,恒定電流,第 七 章,實驗九測定電源的電動勢和內(nèi)阻,欄目導(dǎo)航,一、實驗?zāi)康?1用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻 2進(jìn)一步加深對閉合電路歐姆定律的理解 3進(jìn)一步熟練掌握電壓表和電流表的使用方法 二、實驗原理 1實驗依據(jù)：閉合電路的歐姆定律 2實驗電路：如圖所示,知識梳理 夯實基礎(chǔ),三、實驗器材 電源，電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙 四、實驗步驟 1按如圖所示電路圖連接電路，電流表量程取00.6 A，電壓表量程取03 V，將滑動變阻器調(diào)到有效電阻最大處(圖中左端),2檢查電路無誤后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片的位置，使電流表有明顯示數(shù)，記下一組(I，U)值 3改變滑動

2、變阻器滑片的位置，用同樣的方法，再測出五組(I，U)數(shù)值然后斷開開關(guān)，整理好儀器 4建立坐標(biāo)系、描點縱軸表示電壓，橫軸表示電流，取合適的標(biāo)度，使所描坐標(biāo)點絕大部分分布在坐標(biāo)紙上，必要時縱坐標(biāo)可以不從零開始取值 5根據(jù)描出的坐標(biāo)點作出UI圖象，并延長與兩坐標(biāo)軸相交,五、數(shù)據(jù)處理 本實驗中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點畫圖法 方法一 取六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大小,六、誤差分析 1由讀數(shù)不準(zhǔn)和電

3、表線性不良引起誤差 2用圖象法求E和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差 3測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變化 4電壓表和電流表的內(nèi)阻影響造成誤差 七、注意事項 1為了使電源的路端電壓變化明顯，電源的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段時間的干電池) 2要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，然后用方程組求解，并求平均值,3畫UI圖線時，由于讀數(shù)的偶然誤差，描出的點不在一條直線上，在作圖時應(yīng)使直線通過盡可能多的點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠(yuǎn)的點可舍去這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度 4由于干電池的內(nèi)阻較小，路端電壓U的變化也較小，這時畫

4、UI圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)I必須從零開始)但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電源的電動勢，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)電阻,考點1實驗電路和實驗器材的選取 例1(2014北京卷)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻要求盡量減小實驗誤差 (1)應(yīng)該選擇的實驗電路是下圖中的_(選填“甲”或“乙”),核心考點 分層突破,乙,(2)現(xiàn)有電流表(00.6 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材： A電壓表(015 V) B電壓表(03 V) C滑動變阻器(050 ) D滑動變阻器(0500 ) 實驗中電壓表應(yīng)選用_；滑動變

5、阻器應(yīng)選用_；(選填相應(yīng)器材前的字母),B,C,(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖丙的坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并畫出UI圖線.,(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出于電池的電動勢E_V，內(nèi)電阻r_. (5)實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化圖丁的各示意圖中正確反映PU關(guān)系的是_,1.50(1.491.51),0.83(0.810.85),C,解析：(1)由于干電池內(nèi)電阻很小，與電流表內(nèi)阻相差不大，若選甲圖，則測量值為電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和，誤差較大，故選乙圖 (2)干電池的電壓一般為1.5 V左右，為

6、減小誤差，選擇量程與之接近的3 V的電壓表：實驗中，滑動變阻器為限流接法，電源內(nèi)阻一般為幾歐姆，應(yīng)選擇最大阻值為50 的滑動變阻器 (3)根據(jù)數(shù)據(jù)點排列趨勢，可知圖線為直線，且第三個點誤差較大，應(yīng)該舍去. 畫圖時，應(yīng)使數(shù)據(jù)點盡可能均勻分布在所畫直線兩邊且盡可能靠近所畫的直線(見答案圖),考點2數(shù)據(jù)處理和誤差分析 例2(2015江蘇卷)小明利用如圖所示的實驗裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻 (1)圖中電流表的示數(shù)為_A,0.44,(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下： 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出UI圖線,由圖線求得：電動勢E_V；內(nèi)阻r_. (3)實驗時，小明進(jìn)行了多次測量，花

7、費了較長時間，測量期間一直保持電路閉合其實，從實驗誤差考慮，這樣的操作不妥，因為_ _,1.61(1.591.63都算對),1.24(1.221.26都算對),長時間保持電路閉合，電池,會發(fā)熱，電池內(nèi)阻會發(fā)生變化，干電池長時間放電，也會引起電動勢變化，導(dǎo)致實,驗誤差增大,考點3實驗改進(jìn)與創(chuàng)新 測電源的電動勢和內(nèi)電阻的其他幾種方法： 1用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大,例3(2015安徽卷)某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，從實驗室找到以下器材：一個滿偏電流為100 A、內(nèi)阻為2

8、500 的表頭，一個開關(guān)，兩個電阻箱(0999.9 )和若干導(dǎo)線 (1)由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為050 mA的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱_ (選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為_ .,并聯(lián),5.0,(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進(jìn)行測量，實驗電路如圖甲所示，通過改變電阻R測相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計算后一并記錄如下表.,根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖中已描繪出四個點，請將第5,6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖乙中，并畫出IRI圖線 根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是_V，內(nèi)阻r是_.,1.53,2.0,解析：(1)電表改裝為大量程的電流表需并聯(lián)一個電阻，由并聯(lián)知識可知，R(50103100 106)1001062 500，解得R5.0 . (2)描點連線后如圖所示 由圖線縱軸截距得到電池的電動