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实验九测量电源的电动势和内阻实验九测量电源的电动势和内阻本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验目的实验原理实验步骤实验器材数据处理注意事项基础再现·深度思考实验改进本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻【实验目的】1．用电流表和电压表测量电源的电动势和内阻．2．进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解．3．进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻【实验原理】1．实验依据：闭合电路的欧姆定律2．实验电路：如图1所示3．E和r的求解：由U＝E－Ir得U1＝E－I1rU2＝E－I2r，解得E＝I1U2－I2U1I1－I2r＝U2－U1I1－I24．作图法数据处理，如图2所示．(1)图线与纵轴交点为E.(2)图线与横轴交点为I短＝Er.(3)图线的斜率表示r＝ΔUΔI.图1图2基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻【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．基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻【实验步骤】1．连接电路电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图1连接好电路．2．测量与记录(1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端．(2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)．用同样方法测量多组I、U值．填入表格中.第1组第2组第3组第4组第5组第6组I/AU/V(3)断开开关，拆除电路整理好器材．基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻【实验步骤视频】基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻【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．【方法一】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．【方法二】在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U—I坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r.即r＝ΔUΔI基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻【注意事项】1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)．2．要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值．3．画U－I图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去．这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度．4．由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)．但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源的电动势，图线斜率的绝对值仍为内电阻．基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻测量电源的电动势和内阻的其他几种方法1．用一个电流表和电阻箱测量，电路如图5所示，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．2．用一个电压表和电阻箱测量，电路如图6所示，测量原理为：E＝U1＋U1R1r，E＝U2＋U2R2r.由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．【实验改进】图6图5基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻3．用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源的电动势，此时U＝ERVRV＋r≈E，需满足RV≫r.4．用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图7所示．测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，E＝U1＋U2＋U1RVr,RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1′,此时E＝U1′＋U1′RVr，解方程组可求得E.图7基础再现·深度思考本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻【例1】(2010·广东理综·34(2))某同学利用电压表和电阻箱测量干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图8(a)．①在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．（b）图8考点一对实验的理解和应用课堂探究·突破考点本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻②请完成下列主要实验步骤：A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是________；B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；C．将开关S2________，电压表的示数是1.16V；断开开关S1.③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)．④由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”)．20Ω闭合0.69Ω小图8课堂探究·突破考点本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻考点二测电动势和内阻的其他方法【例2】某研究性学习小组采用如图9所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱，V为理想电压表，其量程略大于电池的电动势．实验中通过多次改变电阻箱的阻值R，从电压表上读出相应的示数U，该小组同学发现U与R不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示.序号12345671/R(Ω－1)0.10.40.51.02.02.55.01/U(V－1)0.360.440.430.600.871.001.58回答下列问题：(1)根据表中的数据和实验原理，你认为第______(填序号)组数据是错误的，原因是___________________________________________.图93随电阻的减小路端电压应逐渐减小课堂探究·突破考点本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻(2)根据实验数据，请在图10所给的坐标系中绘出1U－1R关系图线．图10(3)由图线可知，该干电池的电动势E＝_______V，内阻r＝_______Ω.(保留两位有效数字)2.90.71课堂探究·突破考点本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻【例3】图11是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和电流表A1内阻r1之和为10000Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表．(1)按电路原理图在图12虚线框内各实物图之间画出连线．图11图12课堂探究·突破考点本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(填“a端”、“中央”或“b端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I短＝________A.b端1.490.602.5在图13所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1—I2曲线.图13课堂探究·突破考点本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻3.某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：A．待测干电池E(电动势约为1.5V，内阻约为1Ω)B．电流表G(满偏电流3.0mA，内阻为100Ω)C．电流表A(量程0～0.6A，内阻约为1Ω)D．滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流为2A)E．滑动变阻器R2(0～1kΩ，额定电流为1A)F．定值电阻R0(阻值为900Ω)G．开关一个，导线若干(1)为了能比较准确地进行测量，同时还要考虑操作的方便，实验中滑动变阻器应选_____．(2)根据题意在图17中画出该实验所需要的电路图．图17D随堂训练·能力达标本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻(3)根据电路图，将实物图18连接起来，组成完整的电路．图18随堂训练·能力达标本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻(4)如图19所示，是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线，其中，纵坐标I1为电流表G的示数，横坐标I2为电流表A的示数，由图可知，被测干电池的电动势为______V，内电阻为________Ω(保留两位有效数字)图191.40.67随堂训练·能力达标本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验九测量电源的电动势和内阻