高中物理75测定电源的电动势和内阻基础课件VIP专享VIP免费

二、实验原理闭合电路欧姆定律U＝E-Ir，式中U为路端电压，r为电源内阻，I为流过电源的电流，E为电动势，只要测得两组(I，U)值，列方程组：U1＝E-I1r可求出E、rU2＝E-I2r或多测几组(I,U)值，画出U-I图线，利用图线的截距和斜率求得E和r。一、实验目的1.进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用伏特表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法。2.进一步熟悉电压表、电流表、滑动变阻器的使用、量程选择及电表内阻对测量电路的影响。3.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U-I图象)，与纵、横坐标轴交点坐标的物理意义以及图象斜率的物理意义。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。测定电源的电动势和内阻四、实验步骤1.连接电路，如图所示。电流表取0.6A量程，电压表取3V量程，移动触头位置，使开关刚闭合时，连入电路中的有效阻值最大。2.测几组(I,U)值。闭合开关，移动变阻器触头位置，使电流表有明显示数，记下一组(I,U)值；断开开关，用同样方法，多次移动变阻器触头位置，记录多组(I,U)值，然后填入表格中。3.断开开关，拆除电路，整理好器材。本实验一般利用作出U-I图线的方法处理实验数据1.建立坐标系、描点。纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描绘的图线分布绝大部分坐标纸，必要时纵坐标可以不从零开始计数。2.根据描出的坐标点作出U-I图象。应使图象尽量多地通过描出的点，不在图象上的点要尽量对称地分布于图线两侧。对于个别离图线较远的点，误差很大，应坚决舍弃。如图所示。3.测算电动势和内阻(1)图线与纵轴交点为E。(2)图线与横轴交点为I短=E/r。(3)图线的斜率的绝对值表示r=|U/I|。五、数据处理六、注意事项1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池)。2.在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源。3.测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均。4.在画U-I图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差。5.干电池内阻较小时，U的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如图(甲)所示的状况，使下部大面积空间得不到利用。为此，可使纵坐标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)，如图(乙)所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小。此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势。要在直线上任取两个相距较远的点，用r=|U/I|计算出电池的内阻r。七、误差分析1.测量电路存在系统误差，I真=I测+IV中未考虑电压表的分流作用。2.由于接线不紧，易造成接触电阻，使内阻测量值偏大。3.每次读完电表示数后，没有立即断电，而是长时间闭合开关S，甚至在改变滑动变阻器阻值的全过程中始终放电，造成电池电动势E下降，内阻r增大。4.用图象法求E和r时，由于作图不准造成的偶然误差。【例1】用图所示的电路，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1、额定功率5W)；(d)定值电阻(阻值10，额定功率10W)；(e)滑动变阻器(阻值范围0～10、额定电流2A)(f)滑动变阻器(阻值范围0～100、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___的定值电阻，R应选择阻值范围是_______的滑动变阻器。(2)引起该实验系统误差的主要原因是_______________。【解析】由于电源是一节干电池(1.5V)，所以选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，...