106测定电源的电动势和内电阻

1测量电源的电动势和内电阻卢宗长白笔橡皮红笔光标1234567891011121314151617181920212223242526272829302一、测量电源的电动势和内电阻【实验目的】(1)测定电池的电动势和内阻；(2)学习应用图象处理数据的方法。【实验原理】如图1所示，利用安培表和伏特表测出两组电流I和电压U，根据全电路欧姆定律：E=U+Ir，列出方程组：白笔橡皮红笔光标1234567891011121314151617181920212223242526272829303在该实验中还可用图像法来处理实验数据。将全电路欧姆定律E=U+Ir改写成：U=E-Ir可以看出U是I的一次函数，所以U-I图线应是一条斜率为负值的直线，如图所示：测出几组I和U的数据，做U-I图像，曲线的纵轴截距即为电动势E，图线斜率的绝对值即为电源内阻r。UI0EI短【实验器材】：干电池，电压表；电流表；滑动变阻器；电键；导线；白笔橡皮红笔光标1234567891011121314151617181920212223242526272829304【实验步骤】①连接电路：电流表用0.6A量程，电压表用3v量程，按右图连接好电路。②测量数据：闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据I1、U1。用同样的方法测量六组I、U。③归整器材：打开电键，整理好实验器材。④处理数据：用公式法和图像法两种方法求出电源电动势和电源内阻。白笔橡皮红笔光标1234567891011121314151617181920212223242526272829305【注意事项】①电源要选取内阻较大的电池，也可以用较为旧的电池。②测量要不少于6组，且变化范围要大些。在画U-I图像时，要使较为多的点落在这条直线上或均匀分布在直线的两侧。个别点偏离直线太远可舍去不予考虑。这样做可使误差减小。③列方程求解时，将测出的数据中，1和4、2和5、3和6分别为一组列方程求解，求出三组E、r后再求出其平均值。白笔橡皮红笔光标12345678910111213141516171819202122232425262728293061、利用图象分析误差电流表外接法•电压表读数准确，•电流表读数偏小，•电流校对值：△I＝U/RV•对任意电压U，I测＜I真当U＝0时，△I=0•比较直线AB和AC的截距和斜率，不难看出AUE真E测I真I测UI0△IBC白笔橡皮红笔光标1234567891011121314151617181920212223242526272829307•（2）电流表内接法•利用图象分析误差•电流表读数准确，•电压表读数偏小，•电压校对值：△U＝IRA•对任意电流I，U测＜U真•当I＝0时，△U=0比较直线•PM和PN的截距和斜率不难看出PUE真E测U真U测OIMNI△U白笔橡皮红笔光标1234567891011121314151617181920212223242526272829308•【例1】测电源的电动势和内电阻的实验室中准备了下列器材：•待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω）•电流表G（满偏电流1.5mA，内阻10Ω）•电流表A（量程0~0.60A，内阻约0.10Ω）•滑动变阻器R1（0~20Ω，2A）•滑动变阻器R2（0~100Ω，1A）•定值电阻R3=990Ω，开关S和导线若干•①小明同学选用上述器材（滑动变阻器只选用了一个）测定一节干电池的电动势和内阻。为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是___。（填代号）R1IR10IR20白笔橡皮红笔光标1234567891011121314151617181920212223242526272829309•②请在方框中画出他的实验电路图。③右下图为小明根据实验数据作出的I1-I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），由该图线可得：被测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。00.10.20.30.40.50.6I2/AI1/mA1.01.11.21.31.41.51.460.75白笔橡皮红笔光标12345678910111213141516171819202122232425262728293010•2、利用电阻箱和电压表测量电源电动势和内阻vsR；{{•不考虑电压表内阻的影响•考虑电压表内阻的影响AUE真E测I真I测UI0△IBC白笔橡皮红笔光标12345678910111213141516171819202122232425262728293011•2、利用电阻箱和电压表测量电源电动势和内阻不考虑电压表内阻的影响vsR1/R1/U1/E0-1/r思考题：考虑电压表内阻的影响，利用1/U-1/R图象如何分析误差白笔橡皮红笔光标12345678910111213141516171819202122232425262728293012AsR•3、利用电阻箱和电流表测量电源电动势和内阻，{{PUE真E测U真U测OIMNI△U•考虑电流表内阻的影响•不考虑电流表内阻的影响E=IR+IrIR＜U端白笔橡皮红笔光标12345678910111213141516171819202122232425262728293013AsR•利用电阻箱和电流表测量电源电动势和内阻，不考虑电流表内阻的影响1/IRr/E-r0思考题：考虑电压表内阻的影响，利用1/I-R图象如何分析误差白笔橡皮红笔光标12345678910111213141516171819202122232425262728293014•【例2】在做测量电源的电动势E和内电阻r的实验时，提供的器材是：待测电源一个，已知内阻为RV的电压表一个（量程大于电源的电动势），电阻箱一个，开关一个，导线若干。•（1）在下图的虚线框中画出实验电路图。•（2）为使测量的更加准确，多次改变电阻箱的阻值R设电压表相应的示数为U，以为纵坐标，画出的某种关系图线，该图线为一直线，如图所示，由图线可得到直线在纵轴的截距为m，直线的斜率为k，则E=________，r=_________。1/R1/Um0白笔橡皮红笔光标12345678910111213141516171819202122232425262728293015解:对电路a，以1/R为横坐标1/R1/Um0白笔橡皮红笔光标12345678910111213141516171819202122232425262728293016以R为横坐标，对电路bR1/Um0白笔橡皮红笔光标123456789101112131415161718192021222324252627282930