1、1用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 2進(jìn)一步加深對(duì)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,第6講 實(shí)驗(yàn) 測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,本實(shí)驗(yàn)的依據(jù)是閉合電路的歐姆定律，實(shí)驗(yàn)電路如圖761所示改變變阻器的阻值，從電流表、電壓表中讀出幾組U、I值，由UEIr可得E 、r 以上方法誤差較大，為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中至少測(cè)出6組U、I值， 且變化范圍要大些，然后在UI圖中描點(diǎn)作圖，所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)值，圖線斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻r的值如圖762所示,電池(被測(cè)電源)、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙,一、連接電路 1電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V

2、量程，按圖761連接好電路 二、測(cè)量與記錄 2把變阻器的滑片移動(dòng)到使用阻值最大的一端 3閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)用 同樣方法測(cè)量幾組I、U值,三、數(shù)據(jù)處理、整理器材 4斷開開關(guān)，拆除電路整理好器材 5取坐標(biāo)紙，以電流I為橫軸，路端電壓U為縱軸，描繪出所記錄的各組 I、U值的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，連成UI圖線延長(zhǎng)UI圖線，它與坐標(biāo)軸有兩個(gè)交 點(diǎn)，讀取E、I短，進(jìn)一步可以算出r 如圖762所示,1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)選大些(選用已使用過一段時(shí)間的干電池)； 2在實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大，每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時(shí)

3、老化現(xiàn)象嚴(yán)重，使得E和r明顯變化 3測(cè)出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，類似于逐差法，要將測(cè)出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4組為一組，第2和第5組為一組，第3和第6組為一組，分別解出E、r值再求平均,4干電池內(nèi)阻較小時(shí)，U的變化較小，此時(shí)，坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)將呈現(xiàn)如圖763(甲)所示的狀況，使下部大面積空間得不到利用為此，可使縱坐標(biāo)不從零開始而是根據(jù)測(cè)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)，如圖763(乙)所示，并且把縱坐標(biāo)的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小此時(shí)圖線與橫軸交點(diǎn)不表示短路電流而圖線與縱軸的截距仍為電動(dòng)勢(shì)要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn)，用r 計(jì)算出電池的內(nèi)阻r

4、.,由于實(shí)驗(yàn)電路及電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果E測(cè)E真，r測(cè)r真,【例1】 在“用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，提供的 器材有： A干電池一節(jié) B電流表(量程0.6 A) C電壓表(量程3 V) D開關(guān)S和若干導(dǎo)線,E滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20 ，允許最大電流1 A) F滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值300 ，允許最大電流0.5 A) G滑動(dòng)變阻器R3(最大阻值1 000 ，允許最大電流0.1 A) (1)按如圖764所示電路測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_(填寫代號(hào)) 為使測(cè)量盡可能精確，用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖765所示的實(shí)物圖連接成 實(shí)驗(yàn)電路(已連接了部分線

5、)，要求變阻器的滑動(dòng)觸頭滑至最右端時(shí)，其使用電阻 值最大,(2)實(shí)驗(yàn)步驟： 按實(shí)驗(yàn)要求連接好電路閉合開關(guān)前把變阻器的滑動(dòng)觸頭滑至一端，使接入電路的阻值最大； 閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使_的指針有明顯偏轉(zhuǎn)，讀取_和_的示數(shù)用同樣方法測(cè)量多組數(shù)據(jù)； 斷開開關(guān)，整理好器材； 數(shù)據(jù)處理,(3)將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)標(biāo)在如圖766所示的坐標(biāo)圖中，請(qǐng)作出UI圖線，由此求得待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)電阻r_ .(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析：滑動(dòng)變阻器不要選阻值過大的，因?yàn)樽柚颠^大不便于調(diào)節(jié)，當(dāng)然要保證電流不超過額定值，所以選R1；UI圖線中，與縱軸的交點(diǎn)就是電動(dòng)勢(shì)，斜率就是內(nèi)阻 答案：(1)E(或R1)如右

6、面左圖 (2)電流表電流表電壓表 (3)如右面右圖1.501.88(E：1.471.50 V，r：1.801.88 均算對(duì)),【例2】 某同學(xué)要測(cè)量一節(jié)舊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)器材僅有一個(gè)電流表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干，該同學(xué)按如圖767所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示,(1)若利用圖象確定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則應(yīng)作_(選填“RI”或“R1/I”)圖象； (2)利用測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙768上畫出適當(dāng)?shù)膱D象； (3)由圖象可知，該電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)阻r_ ； (4)利用該實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)E測(cè)和內(nèi)阻r測(cè)與真實(shí)值E真和r真相比，理論上 E測(cè)_E真，r測(cè)_r真(選填“”、“”

7、或“”),解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律有EI(Rr)，得R r，若作出RI圖象，圖線為曲線，無法根據(jù)圖線的截距和斜率求出電源電動(dòng)勢(shì)E和電源內(nèi)阻r.若作出R1/I圖象，則圖線為直線，圖線斜率等于電源的電動(dòng)勢(shì)，與R軸截距的絕對(duì)值為r.若考慮電流表內(nèi)阻，則EI(RRAr)，所以E測(cè)E真，r測(cè)r真 答案：(1)R1/I(2)見解析圖 (3)6.0(5.86.2都正確)2.0(1.82.2都正確)(4),【例3】 硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件某同學(xué)用圖769所示電路探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系圖中R0為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表,請(qǐng)根據(jù)圖769所示，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖761

8、0中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路 若電壓表V2的讀數(shù)為U0，則I_. 實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過測(cè)量得到該電池的UI曲線a，如圖7611所示由此可知電池內(nèi)阻_(填“是”或“不是”)常數(shù)，短路電流為_ mA，電動(dòng)勢(shì)為_ V.,實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得UI曲線b，如圖7611所示 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5 V，則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為_ mW(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),解析：連實(shí)物圖注意：先把表、表放一邊，將主回路連起來即從電源正極出發(fā)，到電鍵S，再到R、R0，回到電源負(fù)極，再將表并聯(lián)到R0兩端，表并聯(lián)在RR0兩端，如答案圖所示 由部分電路歐姆定律得：I UI圖線斜率的絕對(duì)值表示電池內(nèi)阻，由圖知：圖象斜率在變，故知電池內(nèi)阻不是常數(shù)；圖線的橫軸截距表示短路電流，故短路電流為0.295 mA；圖線的縱軸截距表示電池的電動(dòng)勢(shì)，由圖知：E2.67 V.,若實(shí)驗(yàn)一中路端電壓為1.5 V時(shí)，由圖線a可知，I2.15104 A，即圖中的A點(diǎn)，取坐標(biāo)原點(diǎn)為O，用直線連結(jié)OA，如圖所示，則OA的斜率代表該電路外電阻R外R0R，為