黑龙江省齐齐哈尔市高中物理 第二章 恒定电流 2实验：测定电池的电动势和内阻 9页

实验：测定电池的电动势和内阻 ‎ 学习 目标 ‎1、学习测量电源电动势和内阻的方法，掌握科学测量的步骤；‎ ‎2、知道实验原理，学会科学处理实验数据的方法——公式法和图像法；‎ ‎3、了解实验中的误差来源，了解用不同方法测量得出结果E和r的误差分析。‎ 学习 疑问 学习 建议 ‎【知识点回顾】‎ 闭合电路欧姆定律?‎ 一、【实验原理】‎ 常见测E和r的方法及原理 ‎1、伏安法：电路如图所示。电源电动势E、内电阻r与路端电压U的关系： 。若测出（U1、I1）、（U2、I2）两组数据则可列出 方程组 解得E= ，‎ r= 。‎ ‎2、利用电流表和电阻箱：电路如图所示。若测出两组（I1，R1）、（I2，‎ ‎ E=‎ R2）数据可列出方程 解得E= ，‎ E=‎ r= 。‎ ‎3、利用电压表和电阻箱：电路如图所示。若测出两组（U1，R1）、（U2，‎ ‎ E=‎ R2）数据可列出方程 解得E= ，‎ E=‎ r= 。‎ ‎（4）把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开电键S．求出导线电阻R的平均值．‎ 二、【实验器材】待测电池一节，滑动变阻器一个，电压表、电流表各一个等。‎ 三、【实验操作步骤】‎ ‎1、按实验电路把器材连接好，注意选取适当的电流表、电压表的量程。‎ ‎2、把滑动变阻器的滑动片移到一端，使接入电路部分的电阻最大。‎ ‎3、闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数。‎ ‎4、用同样的方法，测量几组U、I数值并记录下来。‎ ‎5、断开开关、整理好器材。‎ ‎6、根据测量的数据求得E、r。‎ 四、【伏安法测E、r的数据处理方法】‎ ‎1、平均值法：利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值。‎ ‎= ，= 。‎ ‎2、图像法：‎ ‎（1）由U=E－Ir可知，U—I图像是一条斜向下的 ，如图所示。‎ ‎（2）纵轴的截距等于电源的 ，横轴的截距等于外电路短路时的电流I0= 。‎ ‎（3）直线斜率的绝对值等于电源的 ，即，θ越大，表明电源的内阻 。‎ 五、【注意事项】‎ ‎1、使用内阻大些（用过一段时间）的干电池。在实验中不要将电流I调的过大，一般不超过‎0.5A。‎ ‎2、测出不少于6组（I、U）数据，且I、U变化范围尽量大些。‎ ‎3、在画U—I图线时，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。‎ ‎4、干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如右图甲所示的状态，下部分大面积空间得不到利用，为此可使纵坐标不从零开始，如右图乙所示。把纵坐标的比列放大，可使结果的误差减小些。此时图线与横轴的交点不表示短路电流。‎ ‎5、合理选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，电压表选取0~3V的量程，电流表选取0~‎0.6A的量程。‎ 六、【误差分析】：由于电压表的分流，电动势E、内阻r的测量值都小于真实值。‎ ‎【典题探究】‎ ‎【例1】用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势Ea、Eb和内电阻ra、rb时，画出的图线如图所示，则( )‎ A、.Ea>Eb，ra>rb B、Ea>Eb，rarb D、Ea