第十节实验测定电池-的电动势和内阻

第十节实验：测定电池的电动势和内阻安陆市第一高级中学一、实验原理闭合电路欧姆定律E=U+IrE=U1+I1rE=U2+I2r求出E、r电压表、电流表测U、I思考：有没有其他方法？U=IR电流表、两个定值电阻I=U/R电压表、两个定值电阻一、实验原理rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE1、伏安法：E=U+Ir2、电流表法：E=I（R+r）3、电压表法：rRUUE二、伏安法电路和器材的选择1、电路选择及误差分析AVS甲RAVS乙R根据闭合电路的欧姆定律，两次测量的方程：测测测测rIUErIUE22111221122112rIIUUIIUIUIE测测二、伏安法电路和器材的选择1、电路选择及误差分析AVS甲RAVS乙R甲图根据闭合电路的欧姆定律，两次测量实际值的方程：rRUIUErRUIUEVV)()(222111VVRUUIIUUrRUUIIUIUIE12122112122112)()(对甲图比较知：EE测r测r二、伏安法电路和器材的选择1、电路选择及误差分析AVS甲RAVS乙R乙图根据闭合电路的欧姆定律，两次测量实际值的方程：AARIrIUERIrIUE222111ARIIUUrIIUIUIE1221122112对乙图比较知：EE测r测r二、伏安法电路和器材的选择1、电路选择及误差分析AVS甲RAVS乙R甲图：vvRrEEErR测vvRrrrRr测乙图：EE测ArrRr测误差来源于电压表的分流作用误差来源于电流表的分压作用尽管乙图的电动势没误差，但是内阻的误差是真实值的很多倍，而甲图电动势和内阻的测量误差均不大，所以实验时采用甲图所示电路误差较小即采用电流表的内接法2、仪器选择：安培表：0-0.6A伏特表:0-3V滑动变阻器:选用阻值较小的,最大阻值10-20Ω二、伏安法电路和器材的选择本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差，滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。三、实验步骤1：按原理图连接实物图AVS甲R2、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大3、闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组U，I值。4、断开电键，整理好器材三、实验步骤四、数据处理方法一：公式法改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值.rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE方法二：图象法在坐标纸上以Ｉ轴为横坐标，Ｕ为纵坐标，用测出几组的Ｕ，Ｉ值画出Ｕ－－Ｉ图像所得直线跟纵轴的交点即为电动势E的值，图线的斜率的绝对值即为内阻的值。UrkIOI/AU/V.E.EIr短四、数据处理特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI|。重要注意事项（1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处（2）使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化（3）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些（4）画Ｕ—Ｉ图线时，应使图线通过仅可能多的点，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。（5）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的值开始（但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.1、用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是()A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显B．应选用内阻较小的电压表和电流表C．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D．根据实验记录的数据作U一I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧课堂训练B2、下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是（）A．测出两组I、U的数据，代人方程组．：E＝U1十I1r和E＝U2十I2r，求出E和rB．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值C．测出多组I、U的数据，画出U－I图象，再根据图象求E、rD．多测出几组I、U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。C课堂训练3、某同学在实验室先后完成下面二个实验：①测定一节干电池的电动势和内电阻；②描绘小灯泡的伏安特性曲线．(1)用①实验测量得到数据作出U一I图线如图中a线,实验所测干电池的电动势为V,内电阻为Ω.00.51.01.52.02.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Va1.500.75课堂训练(2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误差,方便调节,请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材,并将它们的编号填在横线上.应选取的电路是,滑动变阻器应选取·E．总阻值15Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器F．总阻值200Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器G．总阻值1000Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器SVARLErVAErSVAErSVARLErSABCDDE(3)将实验②中得到的数据在实验①中同一U-I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为，若将两节与实验①中相同的干电池串联后与该小灯泡组成闭合回路，则此时小灯泡的电压为，实际功率为.00.51.01.52.02.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Vab解：P1=0.60×1.20=0.72W0.72±0.02W画出这时的U-I图线如图c示c0.85～0.88VP2=0.88×1.40=1.23W1.2～1.3W