高考物理总复习 实验创新增分 专题十 测定电源的电动势和内阻学案-人教版高三全册物理学案

实验十 测定电源的电动势和内阻一、实验目的1．进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法。2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压 U 与干路电流 I 的关系图象(即 UI 图象)与纵、横坐标轴交点坐标的意义以及图象斜率的意义。二、实验原理1．实验依据：闭合电路欧姆定律。2．实验电路：如图 1 所示。3．E 和 r 的求解(1)由 U＝E－Ir，得，解得。(2)作图法处理数据：由 U＝E－Ir，得：图象与纵轴交点的纵坐标值为 E，图线斜率绝对值为 r。三、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、刻度尺、铅笔等。四、实验步骤1．连接电路电流表用 0.6 A 量程，电压表用 3 V 量程，按图 1 连接好电路。2．测量与记录(1)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端。(2)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)。用同样方法测量几组 I、U 值。填入表格。第1 组第2 组第3 组第4 组第5 组第 6组U/VI/A(3)断开开关、拆除电路、整理器材。五、数据处理本实验中数据的处理方法有两种，一是联立方程求解的公式法，二是描点作图法。1．公式法：取六组对应的 U、I 数据，数据满足关系式 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 的值，取其平均值作为电池的电动势 E 和内阻 r 的大小。2．作图法：以路端电压 U 为纵轴、干路电流 I 为横轴建立 UI 坐标系，如图 2 在坐标平面内描出各组(I，U)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地分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电动势 E 的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率大小即为电池的内阻 r。六、误差分析1．图象法分析两种常见电路图的误差(1)当采用如图甲所示的电路测量时，在理论上 E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数 U是准确的电源两端电压，反映到 UI 图象上，当电压值为真实值时，所测电流小于真实的电流，导致图线在 U 轴上的截距偏小(如图乙中带箭头线段 IV为差值)，而且电压表示数越大，IV越大。从图乙可以得到：① 当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I 短，短路电流测量值等于真实值；②E 测