實(shí)驗(yàn)九測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

實(shí)驗(yàn)九測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．掌握用電壓表和電流表測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法．2．學(xué)會(huì)用圖象法求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．【實(shí)驗(yàn)原理】1．如圖實(shí)Ⅸ－1甲所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值，利用閉合電路歐姆定律求出幾組E、r值，最后分別算出它們的平均值．抓綱扣本·落實(shí)基礎(chǔ)2．用圖象法來(lái)處理數(shù)據(jù)，即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測(cè)出的幾組I、U值畫(huà)出U－I圖象，如圖實(shí)Ⅸ－1乙所示，直線跟縱軸交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)的值，圖線的斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻r的值．【實(shí)驗(yàn)器材】電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、干電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆．【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】1．電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按圖實(shí)Ⅸ－1甲所示連接好電路．2．把滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到左端，使有效電阻最大．3．閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1)．用同樣的方法測(cè)量幾組I、U數(shù)據(jù)，將記錄的數(shù)據(jù)填入表格中．4．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好器材．5．處理數(shù)據(jù)，用公式法和圖象法兩種方法求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的值．【誤差分析】1．偶然誤差(1)由讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差．(2)用圖象法求E和r時(shí)，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差．(3)測(cè)量過(guò)程中通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或電流過(guò)大，都會(huì)引起E、r變化．2．系統(tǒng)誤差由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差．(1)如圖實(shí)Ⅸ－1甲所示，在理論上E＝U＋(IV＋I(xiàn)A)r，其中電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓．而實(shí)驗(yàn)中忽略了通過(guò)電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大．當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí)，IV＝0，IA＝I短，短路電流測(cè)量值＝真實(shí)值．如圖實(shí)Ⅸ－2所示，可知E測(cè)＜E真，r測(cè)＜r真．(2)若采用如圖實(shí)Ⅸ－3甲所示的電路，IA為電源電流真實(shí)值，理論上有E＝U＋UA＋I(xiàn)Ar，其中UA不可知而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越大．當(dāng)電流為零時(shí)，UA＝0，電壓為準(zhǔn)確值，等于E，如圖實(shí)Ⅸ－3乙所示，可知E測(cè)＝E真，r測(cè)＞r真．【注意事項(xiàng)】1．為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過(guò)一段時(shí)間的1號(hào)干電池)．2．干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)會(huì)明顯下降，內(nèi)電阻會(huì)明顯增大，因此在實(shí)驗(yàn)中不要將電流I調(diào)得過(guò)大，讀數(shù)要快，每次讀完立即斷電．3．在畫(huà)U－I

圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮．4．干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，即不會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多，這時(shí)，在畫(huà)U－I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開(kāi)始，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開(kāi)始(橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始)．但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流Im，不過(guò)斜率的絕對(duì)值仍是電源的內(nèi)電阻．［例1］(2013·保定統(tǒng)考)用電流表和電壓表測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻為1Ω以下)．除給出的電池、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有以下器材可供選擇：A．直流電流表(0～0.6A～3A)；B．直流電流表(量程為5A)；C．直流電壓表(0～3V～15V)；D．直流電壓表(量程為2V)；剖題探法·突破考點(diǎn)考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)儀器的選擇及數(shù)據(jù)處理E．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0～20Ω，額定電流為2A)；F．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0～1000Ω，額定電流為0.1A)．(1)為了得到盡可能好的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．請(qǐng)你畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路的原理圖．(填器材前的字母序號(hào))(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示，請(qǐng)?jiān)趫D實(shí)Ⅸ－4中作出U－I圖線．根據(jù)圖線可知：電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.U/V1.371.321.241.181.101.05I/A0.120.200.310.320.500.57(3)若不作出圖線，只選用其中兩組U和I的數(shù)據(jù)，可利用公式E＝U1＋I(xiàn)1r和E＝U2＋I(xiàn)2r算出E和r，這樣做可能得出誤差較大的數(shù)值．則選用第________組和第________組數(shù)據(jù)，求出的E和r誤差最大．[解析]

(1)電源的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，電壓表選量程為2V的D；實(shí)驗(yàn)中通過(guò)電池的電流不能太大，電流表選0～0.6A即可，故選A；滑動(dòng)變阻器選20Ω的即可起到調(diào)節(jié)的作用．電流表的內(nèi)阻未知，且電源的內(nèi)阻較小，故電路設(shè)計(jì)如圖所示．(2)描點(diǎn)作圖如圖所示，圖線是一條斜直線．其中第4組讀數(shù)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的偶然誤差過(guò)大，作直線時(shí)應(yīng)剔除．同時(shí)為使直線布列合理，使縱坐標(biāo)從1.00V開(kāi)始記刻度．由圖象得：E＝1.45V(±0.02V)，r＝0.70Ω(±0.03Ω)．(3)利用兩組數(shù)據(jù)解方程組E＝U1＋I(xiàn)1r和E＝U2＋I(xiàn)2r求得E、r，就等效于在坐標(biāo)系中選用(U1，I1)、(U2，I2)作U－I圖象求得E、r.故知選用第3組和第4組數(shù)據(jù)解出的E、r的誤差最大．[答案]

(1)A

D

E電路圖見(jiàn)解析(2)U－I圖線見(jiàn)解析1.45(±0.02)

0.70(±0.03)

(3)3

4［例2］(2騾01挪2·福建罵理綜)某研歡究性砍學(xué)習(xí)油小組次欲測(cè)城定一嫂塊電梢池的雖電動(dòng)周勢(shì)E.(1款)先直肝接用延多用即電表處測(cè)定歐該電赴池電屆動(dòng)勢(shì)壇．在浮操作蓄無(wú)誤塌的情餅況下勁，多鍵用電盟表表吉盤(pán)示弟數(shù)如燦圖實(shí)Ⅸ－5，其惠示數(shù)座為_(kāi)_凈__此__幕__脂V獵.考點(diǎn)峽二實(shí)驗(yàn)摧的創(chuàng)失新設(shè)身計(jì)③從艇圖線瓜中可們求得E＝__番__麻_(kāi)_羨__春V醫(yī).[解析](1泰)由多跡用電籌表的蛋選擇讓開(kāi)關(guān)建知選配用的立是直字流10愛(ài)V擋，褲則其搞分度欺值為0.塘2干V，根牙據(jù)“半格戰(zhàn)估讀勝法”可讀閃得結(jié)農(nóng)果為9.棍4肯V.(2律)①根據(jù)紡電路救圖，漢實(shí)物啄連線粥如圖漁所示②描胡點(diǎn)、丈連線磁，注戲意使繭所畫(huà)鐵出的探直線委盡可務(wù)能多垮的通寫(xiě)過(guò)所呈描出蛇的點(diǎn)崗或使失所描郵出的企點(diǎn)均箏勻分希布在閑直線常的兩急側(cè)．庸如下謎圖所猛示．[答案](1列)9嶄.4(2叉)①牛②見(jiàn)解褲析罪③9.恰5～11兼.1均可1．某同應(yīng)學(xué)用考電流跨表和投電壓劇表測(cè)簡(jiǎn)干電軟池的絨電動(dòng)陽(yáng)勢(shì)和簡(jiǎn)內(nèi)阻番時(shí)，遼所用劫滑動(dòng)須變阻據(jù)器的特阻值滴范圍帝為0～20該Ω，連板接電愛(ài)路的靈實(shí)物蓬圖如乓圖實(shí)Ⅸ－8所示辜．該踢學(xué)生熟接線漏中錯(cuò)嚼誤的第和不所規(guī)范侵的做烈法是達(dá)標(biāo)五訓(xùn)練·技能欄過(guò)關(guān)A．滑思動(dòng)變惠阻器隆不起傾變阻余作用B．電德流表娃接線嶼有錯(cuò)C．電紡壓表諒量程六選用嚷不當(dāng)D．電窄壓表紛接線棚不妥答案AB扇D2．用罷圖實(shí)Ⅸ－9所示杰電路身測(cè)定意一節(jié)呆干電頸池的厚電動(dòng)溝勢(shì)和隱內(nèi)阻漆．電朽池的寺內(nèi)阻圣較小阻，為輝了防拐止在究調(diào)節(jié)察滑動(dòng)渣變阻療器時(shí)礙造成該短路汽，電鎮(zhèn)路中略用一袖個(gè)定汁值電雄阻R0起保著護(hù)作卻用．趨除電綿池、扛開(kāi)關(guān)最和導(dǎo)顏線外煙，可周供使灣用的盈實(shí)驗(yàn)?zāi)I器材孟還有始：a．電摔流表(量程0.腦6胡A、3經(jīng)A)；b．電汁壓表(量程3筋V、15疊V宅)；c．定撞值電排阻(阻值1針Ω、額自定功錄率5集W)；d．定擠值電仔阻(阻值10膨Ω、額滾定功縱率10謹(jǐn)W離)；e．滑燭動(dòng)變姜阻器(阻值督范圍0～10幅Ω、額語(yǔ)定電各流2有A)；f．滑忠動(dòng)變崗阻器(阻值命范圍0～10燦0僚Ω、額縣定電龜流1私A)那么刷：(1物)要正粥確完蕉成實(shí)士驗(yàn)，嫩電壓徒表的俱量程墨應(yīng)選殿擇__耳__傅__繞__宇V，電具流表沾的量?jī)?cè)程應(yīng)雖選擇__愧__塑__歐__賽A；R0應(yīng)選濟(jì)擇__也__觀__甘__盯Ω的定趣值電場(chǎng)阻，R應(yīng)選糾擇阻去值范毅圍是__歲__時(shí)__施__衫Ω的滑桂動(dòng)變共阻器尊．(2慢)實(shí)驗(yàn)畫(huà)測(cè)得鉛的6組數(shù)版據(jù)已公在U－I圖中制標(biāo)出相，如魯圖實(shí)Ⅸ－10所示位，請(qǐng)那你根魯據(jù)數(shù)襖據(jù)點(diǎn)成位置歲完成U－I圖線極，并恥由圖彈線求魔出該葛電池級(jí)的電秘動(dòng)勢(shì)E＝__祝__過(guò)__快__貞V，內(nèi)純阻r＝__裙__蠟__簡(jiǎn)__理Ω澆.解析(1疲)一節(jié)痰干電堵池的助電動(dòng)期勢(shì)為1.驕5問(wèn)V，故顧電壓紐奉表選3城V的量撐程；腎實(shí)驗(yàn)扛中，噸通過(guò)賊電池與的電尸流不貼能太碧大，故所以柳電流脹表選0.蠢6望A的量辣程．翅定值君電阻再若選10戰(zhàn)Ω，則射電路襯中電附流太閃小，僅故定墻值電梨阻選1捷Ω；滑舉動(dòng)變免阻器糠的最蝕大阻稅值一宗般比間電池睡內(nèi)阻首大幾庭倍就沙行，陣取0～10桃Ω就能凳很好攪地控惕制電撕路中旨的電贏流和劃電壓牲，故么滑動(dòng)輩變阻抖器選0～10箏Ω開(kāi).答案(1畫(huà))30.些610～10(2弱)U－I圖象見(jiàn)解蘿析1.聽(tīng)500.方88隙(0繭.8鐘0～0.致90均算容對(duì))3．(2駐01僵3·沈陽(yáng)療質(zhì)檢)某同討學(xué)對(duì)倘實(shí)驗(yàn)臘室的水一個(gè)聽(tīng)多用光電表堵中的魯電池歪進(jìn)行南更換尤時(shí)發(fā)耕現(xiàn)，鬧里面狹除了飛一節(jié)1.寬5割V的干杜電池芳外，屈還有知一個(gè)涌方形儀的電癥池(層疊譜電池)．為奸了測(cè)沾定該浸電池園的電橡動(dòng)勢(shì)臘和內(nèi)雷電阻羅，實(shí)叼驗(yàn)室俱中提規(guī)供如謀下器清材：答案9.仇0104．(2則01燦2·重慶心理綜)某中搭學(xué)生制課外役科技晉活動(dòng)賠小組諷利用歪銅片幕、鋅晃片和吹家鄉(xiāng)匪盛產(chǎn)錦的柑外橘制淺作了償果汁桿電池冬，他貸們測(cè)柜量這傭種電奶池的齒電動(dòng)冊(cè)勢(shì)E和內(nèi)肚阻r，并船探究蘆電極愧間距難對(duì)E和r的影幻玉響．狂實(shí)驗(yàn)慌器材容如圖稈實(shí)Ⅸ－12所示逢．(1妖)測(cè)量E和r的實(shí)圍驗(yàn)方項(xiàng)案為炸：調(diào)俊節(jié)滑測(cè)動(dòng)變粘阻器涂，改奪變電賓源兩麥端的聚電壓U和流頌過(guò)電京源的升電流I，依抽據(jù)公射式__銜__突__灘__死__硬__，利倚用測(cè)槽量數(shù)猛據(jù)作世出U－I圖象龜，得敢出E和r.(2飲)將電眉?jí)罕眚T視為斤理想竿表，修要求好避免賣電流醬表分猴壓作全用對(duì)剛測(cè)量蜓結(jié)果買(mǎi)的影裹響，塔請(qǐng)?jiān)趥驁D中掘用筆袍畫(huà)線賭代替胖導(dǎo)線緒連接事電路忌．(3壞)實(shí)驗(yàn)追中依櫻次減贏小銅代片與哭鋅片滿的間蒸距，貸分別評(píng)得到孕相應(yīng)錄果汁拴電池廈的U－I圖象姐如圖馳實(shí)Ⅸ－13中(a塌)、(b漠)、(c裳)、(d膏)所示披，由嶄此可巷知：在該咸實(shí)驗(yàn)即中，舟隨電饑極間逐距的幼減小襲，電熊源電耍動(dòng)勢(shì)__虧__滑__岡__誰(shuí)(填“增大”、“減小”或“不變”)，電瓦源內(nèi)滑阻__俘__絞__遷__往(填“增大”、“減小”或“不變”)．曲線(c全)對(duì)應(yīng)閣的電假源電倦動(dòng)勢(shì)E＝__漆__勇__瀉__火V，內(nèi)湊阻r＝__異__周__治__抱Ω.當(dāng)外各電路犧總電編阻為2豪50狐0未Ω時(shí)，拿該電襯源的也輸出嶼功率P＝__狐__迅__立__糠m賽W.抄(均保校留三闊位有腹效數(shù)頑字)答案(1死)U＝E－Ir(2目)見(jiàn)圖(3框)不變種增眾大0.校97啦547宏80