高二物理选修3-1 测电源的电动势和内阻VIP专享VIP免费

高二物理选修3-1测电源的电动势和内阻【知识整合】1．实验目的：测电源的电动势和内阻。2．实验原理：（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。如图1所示：测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。原理公式：_____________（2）用电流表、电阻箱测量。如图2所示：测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。原理公式：_____________（3）用电压表、电阻箱测量。如图3所示：测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。原理公式：_____________这几种方法均可测量，下面我们以图1所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。3．实验器材：电池（待测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线，坐标纸。4．实验步骤：（1）确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。（2）把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组I、U值。（4）断开电键，整理好器材。（5）数据处理：在坐标纸上作U－I图，求出E、r5．注意事项：（1）实验电路图：安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联。（2）测量误差：E、r测量值均小于真实值。（3）安培表一般选0－0.6A档，伏特表一般选0－3V档。（4）电流不能过大，一般小于0.5A。【重难点阐释】实验数据的处理是本实验中的一个难点。原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们可以多测几组求平均，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。利用图线处理数据时，要明确：用心爱心专心服务电话：010-82780075图1图2图3（1）图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E-Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。（2）电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U-I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。实验中至少得到5组以上实验数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电源电动势E。横轴截距点（路端电压U=0）意味着短路情况，它的数值就是短路电流。说明：①两个截距点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。②由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。【典型例题】例1：在测一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为（20Ω，3A），B变阻器为（500Ω，0.2A）。电压表应该选（填A或B），这是因为。变阻器应该选（填A或B），这是因为。例2：如图图中R为已知电阻，Rx为待测电阻，K1为单刀单掷开关，K2为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（内阻不可忽略）。现用图中电路测量电源电动势E及电阻Rx。（1）写出操作步骤：（2）由R及测得的量，可得E=，Rx=。例3：测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。器材：量程3V的理想电压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R/，电键K，导线若干。①画出试验电路原理图。图中的元件需要用题目中给出的符号或字母标出。②实验中，当电流表读数I1时，电压表读数为U1；当电流表读数I2时，电压表读数为U2。则可以求出E=，r=（用I1、I2、U1、U2及R表示）用心爱心专心服务电话：010-82780075【课堂练习】1．在“伏安法测干电池的电动势和电阻”实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多阻端电压和相应电流值，某同学的实验数据如下表所示，与预想的实验结果不一致。由试验数据来分析，他所连接的电路可能是下列电路图中的（）U/V0.600.700.800.901.001.10I/A0.180.210.250.270.300.332．某同学利用如图（1）所示电路测定电源的电动势和内阻．实验中电表内...