2012优化方案高三物理一轮复习课件--实验十 测定电源的电动势及内阻.ppt

山东水浒书业有限公司· 优化方案系列丛书 知识要点归纳 实验典例精析 知能优化演练 过程分析导引 第7章 恒定电流 山东水浒书业有限公司· 优化方案系列丛书 知识要点归纳 实验典例精析 知能优化演练 过程分析导引 第7章 恒定电流 返回 实验十　 测定电源的电动势和内阻 过程分析导引 实验典例精析 知能优化演练 实验十　测定电源的电动势和内阻 知识要点归纳 知识要点归纳 实验目的 1．掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律． 2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法． 实验原理 1．实验依据：闭合电路欧姆定律． 2．实验电路：如图7－5－1所示． 图7－5－1 图7－5－2 实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔． 过程分析导引 一、实验步骤 1．电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图7－5－1连接好电路． 2．把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端． 3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数．记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I、U值，并填入表格中． 4．断开开关，拆除电路，整理好器材． 二、数据处理 　本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法. 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A 法一：取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小． 三、误差分析 1．由读数误差和电表线性不良引起误差． 2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差． 3．本实验采用的图7－5－1所示的测量电路是存在系统误差的，这是由于电压表的分流IV引起的，使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真．因为I真＝I测＋IV，而IV＝U/RV，U越大，IV越大，U趋近于零时，IV也趋近于零．所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小．修正后的图线如图7－5－3所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，r测r真、E测E真． 图7－5－3 4．若采用如图7－5－4所示电路，电流是准确的，当I很小时，电压表的分流很小，但随电压的增大，电流I增大，电流表的分压作用也逐渐增大．此种情况如图7－5－5所示，所以E测＝E真、r测r真 图7－5－4 图7－5－5 四、注意事项 1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池)． 2．在实验中不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，使得E、r明显变化． 3．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，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均值． 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，而不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差． 5．干电池内阻较小时，U的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如图7－5－6甲所示的状况，使下部大面积空间得不到 图7－5－6 五、实验创新 1．安—阻法 用一个电流表和电阻箱测量，电路如图7－5－7，测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋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7－5－7 图7－5－8 实验典例精析 器材选择和数据处理 (2011年长沙市一中月考)用如图7－5－9所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有： A．电压表V：0～3 V和0～15 V两个量程 B．电流表A：0～0.6 A和0～3 A C．滑动变阻器R1(最大电阻为20 Ω) D．滑动变阻器R2(最大电阻为100 Ω) E．开关S和导线若干 例1 图7－5－9 (1)电流表应选用________量程；电压表应选用________量程；滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)． (2)如图7－5－10所示U－I图上是根据实验测得的7组数据标出的点．请你画出图线，并由图线求出E＝________V，r＝________Ω. 图7－5－10 【解析】　(1)因为电源的电动势接近1.5 V，则电压表应该选择0～3 V量程，电池的内阻一般为几欧，则电流表应该选择0～0.6 A量程；同时为了方便调节，滑动变阻器应该选择阻值较小的，故选R1. (2)将实验过程中描出的点用直线连接起来，连接时要使尽量多的点在直线上，不在直线上