湖南省邵阳市隆回县万和实验学校高中物理 10实验 测定电池的电动势和内阻课件 新人教版选修3-1

1、10.实验：测定电池的电动势和内阻, 实验目的 测定电池的电动势和内阻 1掌握实验电路、实验的原理及实验的方法 2学会用图象法处理实验数据 实验原理 根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式，可以采用下面几种不同的方法测E和r.,1.由EUIr知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，因此用电压表、电流表加上一个可变电阻就能测E、r，电路图如右图所示 2由EIRIr知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，从中解出E、r，用的器材有电源、开关、电阻箱、电流表，电路图如图甲所示, 实验器材, 实验步骤(以方案一为例) 1电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程按右图连接好电路 2把滑动变阻器滑片移到使电阻最大的一端 3闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I、U)，填入下面的表格，,用同样的方法测量几组I，U值，填入表格 4.断开开关，整理好器材, 数据处理 依据以上实验步骤测得数据，可以用以下两种方法得到结果 1求平均值法 利用测得的U、I值，求出E、r 利用：EU1I1r，EU2I2r 求出E1、r1； 利用：EU3

2、I3r，EU4I4r 求出E2、r2；,利用：EU5I5r、EU6I6r 求出E3、r3； 算出它们的平均值,2图象法 (1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点； (2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧；,【特别提醒】 如果实验中选用电池的内阻较小，则U的变化较小，此时坐标图中的数据点呈下图甲所示的状况，下面大部分空间得不到利用，为此可使坐标轴不从零开始如下图乙所示，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些, 误差分析 1偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作UI图象时描点不很准确 2系统误差：系统误差来源于未计入电压表的分流，近似地将电流表的示数看作干路电流，实际上电流表的示数比干路电流略小，如下图甲所示如果由实验得到的数据作出如下图乙中实线(a)所示的图象，那么考虑到电压表的分流后，得到的UI图象应是下图乙中的虚线(b)由此可见，按甲图所示的实验电路测出的电源电动势E测E真，电源内阻r测r真,甲 乙,【特别提醒】 (1)外电路短路时，上图甲所示的实验电路中，电流表的示数(即干

3、路电流的测量值)I测等于干路电流的真实值，所以乙图中(a)、(b)两图线交于短路电流处 (2)当路端电压(即电压表示数)为U1时，由于电流表示数I1测小于干路电流I1真，所以(a)、(b)两图线出现了如乙图所示的差异.,为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材： A6.3 V蓄电池； B干电池一节； C电压表V(03 V15 V，内阻约为3 k，15 k) D电流表A(00.6 A3 A，内阻约为10 ，2 )； E电流表G(满偏电流3 mA，内阻Rg10 )； F变压器；,G滑动变阻器(020 )； H滑动变阻器(01 000 )； I电阻箱(09 999 )； J开关、导线 (1)用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻，应选用的变阻器是_(用代号回答) (2)根据实验要求，用笔画线代替导线在下图上连线,(3)某次实验记录如下表： 根据表中数据在下面坐标图上画出UI图线由图可求得E_V，r_.,(4)用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“相等”)；测得的内阻与电池内阻的真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“相等”) (5)如果实验中

4、电压表坏了，选用其他器材进行实验，请画出相应的电路图,解析： (1)滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较大，故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求，故变阻器选G. (2)如图(a)所示 (3)描点作图如图(b)，图线与纵轴的交点即为电源的电动势E1.50 V,答案： (1)G (2)见解析图(a) (3)见解析图(b) 1.50 0.80 (4)偏小 偏小 (5)见解析图(c),某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 ，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig0.6 A，内阻rg0.1 )和若干导线,(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计下图甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来,(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线 (4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E_ V，内电阻r_ .,丙,答案： (1)见图 (2)见图 (3)见图,1欲测定电池的电动势和内阻，除待测电池、开关和导线外，配合下列哪些仪器，可以达到实验目的( ) A一只电压表和一个电阻箱 B一只电流表、

5、一只电压表和一个滑动变阻器 C一只电流表和一个电阻箱 D一只电流表和一个滑动变阻器 答案： ABC,2(温州高二检测)测定电源的电动势和内电阻的实验电路和UI图象如下，回答下列问题： (1)如上图甲所示，在闭合开关之前为防止电流表过载，滑动变阻器的滑动触头P应放在_端 (2)图乙是根据实验数据画出的U I图象由此可知被测电源的电动势E_ V，内电阻r_ . 答案： (1)a (2)1.5 1,3为了测定一节干电池的电动势和内阻，在下图给出两种实验电路图，由于一般电池的内阻较小(比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多)所以为使测量结果比较准确，应选用图_所示的电路,若实验台上备有下列实验器材： A电流表(00.6 A) B电流表(03 A) C电压表(03 V) D电压表(015 V) E滑动变阻器(1 750 ，0.3 A) F滑动变阻器(10 ，2 A) G开关 H导线 应该选用的器材是_(填字母序号),解析： 通过电池的电流不能太大(1 A以下)，故电流表选A，由电源电动势可以知道电压表应选C，滑动变阻器E电流太小，电阻太大，使用不方便，故选F. 答案： 甲 ACFGH,4有

6、两只电压表和，量程已知，电阻未知另有一干电池，它的内阻不能忽略，但不知等于多少，其电动势数值不超出电压表的量程，干电池不许拆开现给你上述两只电压表、一个开关S和若干导线，请设计一个测量上述干电池电动势E的实验方案 (1)画出测量电路图 (2)实验中应测定的物理量是：_ (3)以测得的物理量为已知量，导出计算干电池电动势的公式E_.,5给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等，根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内阻 (1)画出电路图 (2)实验过程中，将电阻箱拨到45 时，电压表读数为0.90 V；若将电阻箱拨到如图甲所示的_ 时，电压表的读数如图乙所示，是_ V.,(3)根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E_ V.,解析： 测量电池的电动势和内阻，要依据闭合电路的欧姆定律EUIr，想办法测出U、I，只有电压表，可以结合电阻箱的阻值求出电流，两次列方程便可求解,6如下图所示的电路，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0.6

7、A、3 A)； (b)电压表(量程3 V、15 V)； (c)定值电阻(阻值1 、额定功率5 W)； (d)定值电阻(阻值10 、额定功率10 W)； (e)滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2 A) (f)滑动变阻器(阻值范围0100 、额定电流1 A),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_ 答案： (1)3 0.6 1 010 (2)电压表的分流,7(江苏单科)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路,(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到_(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) (2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R010 的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_(选填“1”或“2”),8(上海单科)某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1/U1/R关系图线a.重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b.,(1)由图线a可知电池a的电动势Ea_ V内阻ra_ . (2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa_Pb(填“大于”、“等于”或“小于”)，两电池的效率a_b(填“大于”“等于”或“小于”),答案： (1)2 0.5 (2)小于 大于,

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