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高考物理 考前30天冲刺押题系列实验11 把电流表改装为电压表、测定电源的电动势和内电阻VIP免费

高考物理 考前30天冲刺押题系列实验11 把电流表改装为电压表、测定电源的电动势和内电阻_第1页
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【备战】高考物理考前30天冲刺押题系列实验11把电流表改装为电压表、测定电源的电动势和内电阻实验一、测定电源电动势的内阻实验目的1.掌握用电压表和电流表测定电源电动势的内阻的方法与原理;2.学习掌握用U一I图象处理数据的方法。实验器材电压表、电流表、滑动变阻器、电池、电键和导线【实验原理】如图所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路欧姆定律求出几组E、r值,最后分别算出它们的平均值。用作图法来处理数据:即在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U一I图象。如图所示.所得直线跟纵轴的交点即为电动势值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。【实验步骤】1.电流表用0.6A量程,电压表用3V量程,按图连接好电路;2.把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端;3.闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I、U),用同样方法测量几组I、U值,记录在自己设计的表格中;4.打开电键,整理好器材;5.处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。【数据处理】图象法处理实验数据1.本实验中,为了减少实验误差,一般用图象法处理实验数据,即根据各次测出的U、I值,做图像.所得图线延长线与U轴的交点即为电动势E,图线斜率的绝对值即为电源的内阻r,即,如图所示。2.应注意当电池内阻较小时,U的变化较小,图象中描出的点呈现如图甲所示状态,下面大面积空间得不到利用,所描得点及做出的图线误差较大。为此,可使纵轴不从零开始,如图乙所示,把纵坐标比例放大,可使结果误差小些。此时,图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势,但图线与横轴的交点不再代表短路状态,计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点,由它们的坐标值计算出斜率的绝对值,即为内阻r。【误差分析】实验电路的设计有如图所示的甲、乙两种情况、该实验采取的是乙种情况。现分析如下:若采用图甲电路,根据闭合电路的欧姆定律,有解得若考虑电流表和电压表内阻,则应有解得比较得虽然测得电源电动势E的测量值是准确的,但由于电源内阻r与电流表内阻相差不大,故内阻r的测量误差太大,所以不能采用该电路。若采用图乙电路,考虑电流表和电压表内阻,根据闭合电路欧姆定律,有解得比较得,但由于很大,故误差较小,所以实验采用的是该电路。从以上分析可以看出,当采用图甲电路时,误差来源于电流表的分压,虽然电动势的测量是准确的,但电源内阻的测量误差太大当采用图乙电路时,误差来源于电压表的分流虽然电动势和内阻的测量都小于真实值,但误差很小。【注意事项】1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池);2.电池在大电流放电时极化现象较严重,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5A,因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完后应立即断电;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,要将测出的I、U数据中,第1和第4为一组,第2和第5为一组,第3和第6为一组,分别解出E、r值再求平均值;4.画出U一I图,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样,就可使偶然误差得到部分抵消,从而提高精确度;5.计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用计算出电源的内阻。【高考突破】1.(7分)图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线.用此电源与三个阻值为3Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8V.则该电路可能为()2.(7分)用图所示电路测量电池电动势和内阻时,若有两只电压表V1、V2量程相同,内阻分别为RV1、RV2,且RV1>RV2;两只电流表A1、A2量程相同,内阻分别为RA1、RA2,且RA1>RA2,在实验中,为了使E、r的测量值精确些,选择的电表可以是()A.V1与A1B.V1与A2C.V2与A1D.V2与A2【答案】AB3.(9分)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...

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