【物理】2020届一轮复习人教版第七章实验十二测定电池的电动势和内阻学案 3页

第七章 实验十二测定电池的电动势和内阻 ‎[实验基础]‎ ‎[实验目的]‎ ‎1．测定电池的电动势和内阻。‎ ‎2．加深对闭合电路欧姆定律的理解。‎ ‎[实验原理]‎ ‎1．如图甲或乙所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。‎ ‎2．用图像法来处理数据，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 I图像，如图丙所示，直线跟纵轴交点的坐标表示电源电动势E的值，图线斜率的绝对值即内阻r的值。‎ ‎[实验器材]‎ 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。‎ ‎[实验步骤]‎ ‎1．电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按实验原理图连接好电路。‎ ‎2．把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。‎ ‎3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样方法测量出六组I、U的值。填入表格中。‎ ‎ ‎ 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A ‎4．断开开关，拆除电路，整理好器材。‎ ‎[数据处理]‎ ‎1．公式法 联立六组对应的U、I数据，满足关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r、…‎ ‎，让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。‎ ‎2．图像法 在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即r＝。‎ ‎[误差分析]‎ ‎1．由于读数不准和电表线性不良引起误差。‎ ‎2．用图像法求E和r时，由于作图不准确造成误差。‎ ‎3．测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。‎ ‎[注意事项]‎ ‎1．为了使电池的路端电压变化明显，应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。‎ ‎2．在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化。‎ ‎3．要测出不少于6组的(I、U)数据，且变化范围要大些。‎ ‎4．画UI图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的交点仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。‎ ‎[演练考法]‎ ‎(2017·11月浙江学考)小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻R0。根据如图1所示电路图进行实验时，‎ ‎(1)电流表量程应选择________(填“0.6 A”或“3 A”)，保护电阻应选用________(填“A”或“B”)；‎ A．定值电阻(阻值10.0 Ω，额定功率10 W)‎ B．定值电阻(阻值2.0 Ω，额定功率5 W)‎ ‎(2)在一次测量中电压表的指针位置如图2所示，则此时的电压为________V；‎ ‎(3)根据实验测得的5组数据所画出的UI图线如图3所示。则干电池的电动势E＝__________V，内阻r＝________Ω(小数点后保留两位)。‎ 解析：(1)通过后面的UI图像可知，电流表选择0.6 A即可。一节干电池的电动势大约为1.5 V，根据I＝可知，保护电阻选择B比较合理。‎ ‎(2)接入的电压表量程显然为3 V，根据读数方法可知电压表读数为1.20 V。‎ ‎(3)题图中，保护电阻可以看做电源内阻的一部分，所以通过图像可知E＝1.45 V，r＋R0＝ Ω＝2.50 Ω，所以内阻r＝0.50 Ω。‎ 答案：(1)0.6 A　B　(2)1.20　(3)1.45　0.50‎