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第10节实验:测定电池的电动势和内阻实验基础实验探究典例研习实验基础实验探究一、数据处理1.公式法用两组U和I的数据,代入E=U+Ir,解方程组得到E和r的值。为了减小误差,利用U,I的值多求几组E和r的值,算出它们的平均值。2.图象法以I为横坐标、U为纵坐标建立直角坐标系,根据几组I,U的测量值在坐标系中描点作图。如图所示。二、注意事项1.如果使用的是水果电池,它的内阻虽然比较大,但不够稳定,测量前要做好充分的准备,测量尽量迅速。2.如果使用干电池,则选择内阻大些的、已使用过的电池。3.在量程合适的前提下,选择内阻大一些的电压表。4.当路端电压变化不是很明显,作图象时,纵轴单位可以取得小一些,且纵轴起点可以不从零开始。纵轴截距为电源电动势E,图线斜率的绝对值即电池的内阻r,r=|UI|=EI短。典例研习类型一实验原理及数据处理【例1】用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r,所用电路如图a所示,一位同学测得的六组数据如下表所示。组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/V1.371.321.241.181.101.05(1)试根据这些数据在图b中作出U-I图线。(2)根据图线求出电池的电动势E=V,电池的内阻r=Ω。解析:本题考查用作图法处理实验数据的能力。作图线时应使尽可能多的点落在直线上,个别偏离太大的点应舍去,图线如图所示。由图线与纵轴的交点可得电动势E=1.45V,再读出图线与横轴交点的坐标(1.00,0.65),由E=U+Ir得r=EUI≈0.69Ω。答案:(1)图见解析(2)1.450.69本题考查利用伏安法测电池电动势和内阻的实验原理和图象法、公式法处理实验数据。解题的关键是识别并利用图象,明确图象所反映的物理意义。规律方法类型二仪器选择及实验操作【例2】用如图所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:a.电流表(量程0.6A、3A);b.电压表(量程3V、15V);c.定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W);d.定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W);e.滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A);f.滑动变阻器(阻值范围0～100Ω、额定电流1A)。那么:(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择V,电流表的量程应选择A;R0应选择Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是Ω的滑动变阻器。解析:(1)一节干电池的电动势为1.5V,所以电压表量程选择3V即可,一节干电池的允许电流在0.6A以下,因此电流表量程选择0.6A即可。R0起保护作用使电路中的电流在0.6A以下,若选用定值电阻10Ω,估算最大电流为Imax=0ERr0ER=310A=0.3A,则电流表指针指在半刻度以下,测量误差太大,因此定值电阻应选用1Ω。若选用滑动变阻器0～100Ω的,则使用范围太小,不方便操作,因此选用滑动变阻器0～10Ω即可。答案:(1)30.610～10(2)引起该实验系统误差的主要原因是。解析:(2)电流表应测量通过电源的电流,但由于电压表的分流作用,电流表实际测量的电流值比通过电源的电流小,所以引起该实验误差的主要原因是电压表的分流。答案:(2)电压表的分流