【物理】2019届一轮复习人教版测量电源电动势和内阻学案 13页

‎ ‎ ‎1. 实验原理 闭合电路的欧姆定律 ‎2.伏安法测量电源电动势和内阻的基本步骤 ‎①器材准备 被测电源（如干电池、水果电池等）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线。‎ ‎②操作过程 a.确定电流表、电压表的量程，按如图甲所示电路把器材连接好，如图乙所示。‎ b.把变阻器的滑片移到一端使阻值最大。‎ c.闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值。并填入下表：‎ d.断开开关，整理好器材。‎ e.以U为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，过这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻。‎ ‎3.测量数量的处理方法 本实验常选用伏安法测量电源电动势和内阻，为减小测量误差，可以用一下两种数据处理方法。‎ ‎①代数法 利用U、I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值 ‎ ‎②图象法 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，此时可大致看到，U－I图象是一条斜向下的直线。如图所示。‎ a.纵轴的截距等于电源的电动势E；横轴的截距等于外电路短路时的电流 。‎ b.直线斜率的绝对值等于电源的内阻r，即 。‎ ‎4. 测电源E、r的几种方法与电路连接图 主要仪器 原理 电路图 电压表、电流表、变阻器 ‎ ；‎ 电压表、变阻箱 ‎；‎ 电流表、变阻箱 ‎；‎ 说明：偶然误差和系统误差 ‎1．偶然误差：主要 于电压表和电流表的读数及作U–I图象时描点不准确。‎ ‎2．系统误差：主要 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，如图甲所示。‎ 由于电压表分流IV，使电流表示数I小于电池的输出电流I真。I真=I+IV，而，U越大，IV越大，它们之间的关系可用图乙表示。实测的图线为AB，进过IV修正后的图线为，可看出AB的斜率的绝对值和在纵轴上的截距都小于，即实测的E和I都小于真实值。对此也可由电路来解释：若把图甲中的R和电流表看成外电路，则电压表可看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表整体等效的r和E。电压表和电池并联，故等效内阻r小于电池内阻r真。外电路断开时，ab两点间电压Uab即等效电动势E，此时电压表与电流表构成回路，故Uab