测电源电动势和内阻 (2)

合集下载

测量电源的电动势和内阻

测量电源的电动势和内阻

4.2测量电源的电动势和内阻课标要求1.掌握利用电压表和电流表测量电池电动势和内电阻的方法; 2.学会利用图线处理数据的方法。

3.使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。

课前复习1.测量电源的电动势和内阻的原理(1)用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量。

如图(1)所示:测出两组U 、I 值,就能算出电动势和内阻。

原理公式:Ir U E +=(2)用电流表、电阻箱测量。

如图(2)所示: 测出两组I 、R 值,就能算出电动势和内阻。

原理公式:r)I(R E +=(3)用电压表、电阻箱测量。

如图(3)所示: 测出两组U 、R 值,就能算出电动势和内阻。

原理公式:r RUU E += 自主探究一、测量电路设计下面我们以图(1)所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。

思考与讨论:怎样设计需要的器材及实验过程? 提示:1.测量电源的电动势和内阻的实验器材: 电池(待测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线,坐标纸。

2.测量电源的电动势和内阻的实验步骤:(1)确定电流表、电压表的量程,按照电路原理图把器材连接好。

(2)把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。

图(2)图(3)图 (1)图 (1)(3)闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电压表和电流表的读数,用同样方法测量并记录几组I 、U 值。

(4)断开电键,整理好器材。

二、数据处理方法思考与讨论1:怎样处理实验数据?提示:1、代数法,运用方程组E=U 1+I 1r, E=U 2+I 2r,求解E 和r.为了减小实验误差,应该多找几组数据求平均值。

2、图像法:在坐标纸上建立坐标系,纵轴为U ,横轴为I ,一条倾斜直线,斜率即为内阻的大小,图像与U 轴交点即为电源电动势。

思考与讨论2:怎样分析实验过程中的误差? 提示:1、安培表外接外接法电路如图——1所示,由于电流表得分压,电压表测得的电压并不是真正的路端电压,这种接法测量值和真实值之间的关系如何呢?设滑动变阻器的滑片在某一位置时电路中的电流表的示数为I 1,电压表的示数为U 1,改变滑片的位置,电流表中的示数为I 2 ,电压表的示数为U 2由闭合电路的欧姆定律得:如果不考虑电表的影响则有 E=U 1+I 1 r ① E=U 2+I 2 r ② 解得:2112I I U U E --=测 212112I I I U I U r --=测如果考虑电表的影响,设电流表的内阻为R A 则有 A R I r I U E 111++= ③ A R I r I U E 222++= ④ 解得:A R I I U U r ---=2112真212112I I I U I U r --=真电流表外接时,由于测量的电流是干路中的电流,测量的电压比路端电压小,所以,同一个电流I 下,电压的测量值总是在电压的真实值的下方,反映在图像上如图——2所示。

(完整版)测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较

(完整版)测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较

测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较在中学物理实验室里,测定电源电动势和内阻的方法有多种,可以用一只电压表和一只电流表,也可以用一只电流表和一只电阻箱,或者用一只电压表和一只电阻箱,它们的测量原理都是闭合电路欧姆定律。

这在《普通高中课程标准实验教科书物理》(选修3-1)中都提到。

但由于电表有内阻,以上方法都存在一定的系统误差,但是误差的情况不一样,下面就这几种测定方法的误差进行分析和比较.1.电流表外接法这是课本上的学生实验电路图,只要测出两组U、I 的值,就能算出电动势和内阻。

对电路的接法可以这样理解:因为要测电源的内阻,所以对电源来说用的是电流表外接法。

X【分析方法1】计算法:根据闭合电路欧姆定律,其测量的原理方程为:U=E—Ir其中U、I分别是电压表和电流表的示数,通过调节滑动变阻器,改变路端电压和电流,这样就得到多组数据,每两组数据就可以求出电动势和内阻。

设某两组U、I的值的大小关系为:U1〉U2,I1<<I>I2。

由于电压表的分流作用,电流表的示数I不是流过电源的电流I0,有I〈I0,那么测得的电动势E和内阻r与真实值比较是偏大还是偏小呢?设电压表的内阻为RV ,用E0表示电动势的真实值,r0表示内阻的真实值,则方程应修正为:可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。

【分析方法2】图像法:以上是定量计算分析,还可以利用电源的伏安特性曲线来定性分析。

如图2所示,直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I 图线,由于I<I0,而且U越大,I 和I0之间的误差就越大,而电压表的示数U就是电源的路端电压的真实值U0,除了读数会有误差外,可以认为U=U0,经过修正后,直线②就是电源真实值反映的伏安特性曲线,由图线可以很直观的看出E<E0,r〈r0.【分析方法3】等效法:把电压表和电源等效为一新电源,如图1虚线框所示,这个等效电源的内阻r为r0和RV的并联电阻,也就是测量值,即等效电源的电动势为电压表和电源组成回路的路端电压,也就是测量值,即【实验方法拓展】教科书上介绍了用电压表和电阻箱测电源电动势和内阻,电路如图3所示.调节R,测出两组U、R的值,就能算出电动势和内阻,其测量的原理方程为:其中U 是电压表示数,R是电阻箱示数。

(课用)测量电源的电动势和内阻的几种方法

(课用)测量电源的电动势和内阻的几种方法

- I2 R2 - I1
U
真实值
考虑RA的实际影响,则有 E真=I1(R1+r+RA) E真=I2(R2+r+RA)
测量值
E真
=
I1 I2 (R1 - R2 I2 - I1
)

r真 =
I1 R1 - I2 R2 I2 - I1
- RA
I
方法三:U—R法
1
R1
考虑RV的实际影响,则有
S2
2
R2
E真
U1
U A = IRA
R1 V U1
A I1
Er S
“真实值”
UA1 = I1RA
{E = U1 +UA1 + I1r , E = U2 + UA2 + I2r ,
联立两式解得:
E=
I 1U 2 I1
-
I 2U 1 I2
r
=
U2 I1
- U1 - I2
-
RA
R2
VU1
U2
I2 A
Er S
“测量值”
注意:U1、U2都是路端电压,I1、I2都是干路电流(电路的总电流)。
实验中采用电压表和电流表测量电压和电流。
A R
V
R V
A
Er S
Er S
所以测量电源的电动势和内阻时电流表有两种接法:
外接法和内接法。不能用 Rx RV 或 Rx RV
RA Rx
RA Rx
来判断电流表的外接和内接。
若采用电流表外接法:
例:如图所示,用一个电流表和两个定值电阻测定电源电动
势和内电阻。试推导E、r表达式,并分析测量值与真实值关系。

高中物理例析《测定电源电动势和内阻》的实验方法及误差分析

高中物理例析《测定电源电动势和内阻》的实验方法及误差分析

例析《测定电源电动势和内阻》的实验方法及误差分析《测定电源电动势和内阻》实验是电学的重要实验之一,是高考命题的热点内容之一, 2006年江苏卷、年江苏卷、20062006年广东卷、年广东卷、20062006年天津卷、年天津卷、20072007年四川卷均从不同的角度考查过本实验。

有的考查仪器的选择和电路的设计,有的考查实验步骤的顺序,有的考查数据的处理和误差的分析。

由于完成本实验的方法很多,并且实验电路可采用电流表的内接法和外接法,这两种电路连接从误差角度分析各有优缺点,因此本实验对学生来说有一定难度。

一、测定电源电动势的几种类型一、测定电源电动势的几种类型1、电表-电表型、电表-电表型根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=,只要测出两组路端电压和总电流,联立解方程组即可得电源的电动势E 和内阻r ,为了减小实验误差我们可以测出多组路端电压和总电流,用图象法可得电源的电动势E 和内阻r 。

(1)用一块电流表和一块电压表测定)用一块电流表和一块电压表测定有两种情况:电流表外接法(如图1),电流表内接法(如图2),由闭合电路欧姆定律Ir U E +=可知,只要能测出两组路端电压和电流即可,由r I U E r I U E 2211,+=+=可得:1221122112,I I U U r I I U I U I E --=--=。

例1.测量电源的电动势E 及内阻r (E 约为4.5V 4.5V,,r 约为1.5Ω)。

器材:量程为3V 的理想电压表V ,量程为0.5A 的电流表A (具有一定内阻),固定电阻,滑动变阻器,开关K ,导线若干。

,导线若干。

(1)画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。

(2)实验中,当电流表读数为时,电压表读数为;当电流表读数为时,电压表读数为,则可以求出E =______________________,,r =______________________。

测电源的电动势和内阻

测电源的电动势和内阻
根据测量的数据,利用欧姆定律计算 出电源的内阻。
数据记录与处理
01
将实验中测量的数据记录在实验 报告中,包括电流、电压和电阻 值。
02
根据测量的数据,利用欧姆定律 计算出电源的内阻,并分析误差 来源。
04
实验结果分析
数据处理与误差分析
数据处理
通过测量电源在不同负载下的电压和电流,绘制电压与电流的关系图,并利用线性拟合得到直线的斜率和截距, 从而计算出电源的电动势和内阻。
分析
根据测量结果,分析电动势和内阻的大 小及变化趋势,判断电源的性能和特性 。
VS
讨论
结合实验结果,讨论实验过程中可能存在 的误差来源及改进方法,提高实验结果的 可靠性和精度。同时,也可以探讨不同类 型电源的电动势和内阻特性,为实际应用 提供参考。
05
实验总结与思考
实验收获与体会
01 掌握了电源电动势和内阻的测量原理和方法 。
分析方法
对实验结果进行分析,比较不同实验条件下的电动势和内阻值,探究电源性能的 变化规律。同时,还可以对实验误差进行分析,了解误差来源和减小误差的方法 。
02
实验原理
电动势的定义和测量方法
电动势
电源的电动势是指电源将其他形式的 能转化为电能的本领,在数值上等于 非静电力将单位正电荷从电源负极经 电源内部移送到正极时所做的功。
误差分析
根据测量过程中可能存在的误差来源,如电压表、电流表和电源的内阻等,对测量结果进行误差分析,判断测量 结果的可靠性和精度。
电动势和内阻的测量结果
电动势
通过线性拟合得到的直线斜率即为 电源的电动势,单位为伏特(V)。
内阻
通过线性拟合得到的直线截距即为 电源的内阻,单位为欧姆(Ω)。

实验三测电源电动势和内阻

实验三测电源电动势和内阻

实验三:测电源电动势和内阻一、测电源电动势和内阻的方法:1.伏安法:用电流表和电压表测电动势和内阻:滑动变阻器不能选太大的,一般用几十欧的,电压表测的是路端电压。

【考察的最多】2.安阻法(电流表与电阻箱)测电动势和内阻:根据闭合电路欧姆定律写出关于R和1/I的关系,计算出斜率和截距再计算电动势和内阻3.伏阻法(电压表与电阻箱)测电动势和内阻:根据闭合电路欧姆定律写出关于1/R和1/U的关系,计算出斜率和截距再计算电动势和内阻二、常见的考法1. 数据处理:根据数据描点、连线、画图、求截距和斜率,再计算电动势和内阻【考的很多】2. 仪器的选择:电流表一般选0.6A,电压表一般选3V。

滑动变阻器一般选几十欧。

3. 干路中有保护电阻时,用等效电源法将保护电阻处理掉,再用闭合电路欧姆定律计算表达式。

4. 误差分析(考虑电压表内阻和电流表内阻)【典型例题剖析】考点1:伏安法测E,r的实验原理和数据处理★★[例1]在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中.(1)备有如下器材A.干电池1节B.滑动变阻器(0~20 Ω)C.滑动变阻器(0~1 kΩ)D.电压表(0~3 V)E.电流表(0~0.6 A)F.电流表(0~3 A)G.开关、导线若干其中滑动变阻器应选__________,电流表应选__________.(只填器材前的序号)滑动变阻器应选阻值比较小的,电源内阻较小,否则调节起来电压变化的范围小。

(2)为了最大限度的减小实验误差,请在虚线框中画出该实验最合理的电路图.电压表测;路端电压(3)某同学根据实验数据画出的U-I图像如图所示,由图像可得电池的电动势为____________V,内电阻为____________Ω.分析:滑动变阻器应该选用阻值比电源内阻大几倍的电阻,这样调节滑动变阻器可以得到多组数据。

如果滑动变阻器阻值比较大,比电源内阻大得多,则不论怎么调节滑动变阻器,路端电压(滑动变阻器上分的电压几乎不变),因此,电压的变化范围太小,做出的图象仅局限在很小的范围内。

高中物理实验:测量电源的电动势和内阻

高中物理实验:测量电源的电动势和内阻

一、实验目的测定电源的电动势和内阻二、实验原理根据闭合电路欧姆定律,则路端电压。

由于电源电动势E和内阻r不随外电路负载变化而改变,如当外电路负载增大时,电路中电流减小,内电压减小,使路端电压增大,因此只要改变负载电阻,即可得到不同的路端电压。

在电路中接入的负载电阻分别是R1、R2时,对应的在电路中产生的电流为、,路端电压为U1、U2,则代入中,可获得一组方程,从而计算出E、r。

有、。

三、实验器材被测电池(干电池);电压表;电流表;滑动变阻器;电键和导线四、实验步骤1、确定电流表、电压表的量程,按如图所示电路把器材连接好。

2、把变阻器的滑动片移到最右端。

3、闭合电键,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,用同样方法测量并记录几组、值。

4、断开电键,整理好器材。

5、数据处理,用原理中的方法计算或在—图中找出E、r。

五、注意事项1、使用内阻大些的干电池,在实验中不要将电流调得过大,每次读完、读数立即断电,以免干电池在大电流放电时极化现象过重,E、r明显变化。

2、在画—图像时,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,不用顾及个别离开较远的点,以减少偶然误差。

3、干电池内阻较小时,坐标系内大部分空间得不到利用,为此可使纵坐标不从零开始。

六、实验误差研究分析用伏安法测电源电动势和内阻的方法很简单,但系统误差较大,这主要是由于伏特表和安培表内阻对测量结果的影响而造成的。

用这种方法测电动势可供选择的电路有两种,如图(甲)、(乙)所示。

当用甲图时,考虑电表内阻,从电路上分析,由于实验把变阻器的阻值R看成是外电路的电阻,因此伏特表应看成内电路的一部分,故实际测量出的是电池和伏特表这一整体的电动势和等效内阻,(如甲图中虚线框内所示)因为伏特表和电池并联,所以等效内阻r测应等于电池真实内阻值r真和伏特表电阻R v的并联值,即<r真. 此时如果断开外电路,则电压表两端电压U等于电动势测量值即U=E测,而此时伏特表构成回路,所以有U<E真,即E测<E真。

测定电源的电动势和内阻实验数据处理

测定电源的电动势和内阻实验数据处理

测定电源的电动势和内阻实验数据处理实验中,我们使用了以下材料和仪器:材料:一节干电池仪器:数字电压表、直流电桥、复合导线、电池盒、电阻箱、开关我们的目的是测定干电池的电动势和内阻。

1. 测定电池的真实电压首先,我们将直流电桥连接到电池的正、负极上,然后将数字电压表连接到电桥的输出端,最后将电源开关上电。

测定结果显示电压为2.9V。

2.测定电池的内阻我们使用电阻箱连接电池,然后再使用直流电桥,通过连接在UH和UL上的两个电阻(分别为R1和R2)来测定电路中的电流和电阻。

这两个电阻分开调节,以便测定不同电阻下的电流。

电路图如下所示:其中,R1和R2的值可以手动调节,R1用来限制电路中的电流,而R2用来测量电路中的电压和电流。

在测定电流和电压的过程中,需要注意以下几点:1)尽可能使用较小的电阻值,以降低电路中的电流,从而减少电池的自发放电。

2)在每次读取电压和电流值之后,应降低电路中的电流并等待足够的时间,以便电池能够恢复到稳定状态。

3)测量电池的内阻时,R1的电阻值应大于电池的内阻,以便保持电流的恒定。

4)保持测量时电路中的电源电压不变。

在旋转R2调节电阻值时,我们记录了以下测量结果:R2(欧姆)检测电流(安培)电压(伏特)1 0.00233 0.005232 0.00383 0.008623 0.0053 0.011924 0.00679 0.01531在计算内阻时,我们需要考虑两个因素:电路中R2的电阻和电流的大小。

根据欧姆定律,我们可以写出以下方程式:U = IR + Ir其中,U是电池的真实电压,I是电路中的电流,R是外部电路中的电阻,I和r是电池的电流和内阻。

电阳压力的值已知,电路中R的值也能够测出,因此我们就可以通过上述公式计算电池的内阻值了。

在每一个不同的电阻值下,利用上述公式计算出电池的内阻如下表所示:我们可以看出,在电路中加入更多的电阻会导致电池的内阻增加。

同时,我们也可以注意到,使用不同的电阻值可以帮助我们计算更加准确的电池内阻值。

1测定电源的电动势和内阻(高考物理电学实验)含答案与解析

1测定电源的电动势和内阻(高考物理电学实验)含答案与解析

1测定电源的电动势和内阻(高考物理电学实验)组卷老师:莫老师一.实验题(共50小题)1.某研究性学习小组利用电压表和电阻箱测量一组电池的电动势和内电阻同学们找到了如下的实验器材:电池组(电动势约为6.0V,内阻约为1Ω),灵敏电流计(满偏电流I g=100μA,内阻R g=100Ω),定值电阻R1(R1=1Ω),定值电阻R2(R2=59.9kΩ),变阻箱R(阻值范围0~9.9Ω可调),开关,导线若干。

同学们发现没有电压表,于是提出把G表改装成电压表(1)G表改装成电压表,应选择上面的某一电阻与G组合,改装后电压表量程为V(2)为了准确地测量出电源的电动势和内电阻,请在图1虚线框中把实验电路图补充完整并在对应的电阻旁边标上(R1、R2、R),变阻箱请补充完整变阻箱的符号(3)同学们根据电表G读数和变阻箱R读数,作出了图象如图2所示,已知图线的斜率为k,截距为b,则所测得电源的内电阻r=(用题目中所给的字母表示)(4)如图3所示为同学们找到某型号的小灯泡的伏安特性曲线,如果把两个这样的灯泡和R0=19Ω的定值电阻串联起来接在上述电池上(已知测得的电动势E=6.0V,内阻r=1.0Ω),如图4,则每只灯泡消耗的实际功率为W(保留2位有效数字)。

2.要精确测量国产某手机的锂聚合物电池的电动势和内阻,给定了下列实验器材:A.待测电源(电动势约3.8V,内阻约1Ω)B.电流表A1(量程0.6A,内阻未知)C.电压表V1(量程15V,内阻r1=5kΩ)D.电压表V2(量程3V,内阻r2=3kΩ)E.定值电阻R1=500ΩF.定值电阻R2=1000Ω)G.滑动变阻器R(阻值范围0~20Ω)H.滑动变阻器R(阻值范围0~100Ω)I.开关及导线(1)该实验中电压表应选,定值电阻应选,为操作方便滑动变阻器应选。

(填选项前面的序号)(2)在方框中画出实验电路图。

(3)若将滑动变阻器滑到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,测得多组数据后作出U﹣I图象,若图象的纵截距为b,斜率为绝对值为k,忽略电压表的分流作用,则电动势E=,电源内阻r=。

关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析

关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析

关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析一、伏安法选用一只电压表和一只电流表和滑动变阻器,测出两组U 、I 的值,就能算出电动势和内阻。

1 电流表外接法 1.1 原理如图1-1-1所示电路图,对电路的接法可以这样理解:因为要测电源的内阻,所以对电源来说用的是电流表外接法。

处理数据可用计算法和图像法:(1)计算法:根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=,有:测测r I U E 11+= 测测r I U E 22+=可得:122112I I U I U I E --=测 1221I I U U r --=测(2)图像法:用描点作图法作U-I 图像,如图1-1-2所示:图线与纵轴交点坐标为电动势E ,图线与横轴交点坐标为短路电流rEI =短,图线的斜率的大小表示电源内阻IUr ∆∆=。

1.2 系统误差分析由于电压表的分流作用,电流表的示数I 不是流过电源的电流0I ,由电路图可知I <0I 。

【1】计算法:设电压表的内阻为V R ,用真E 表示电动势的真实值,真r 表示内阻的真实值,则方程应修正为:真真r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=,则有:r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=11真 r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=22真 解得:测真E R U U I I I U I U E V >----=21121221 , 测真r R U U I I U U r V>----=211221可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。

图1-1-2I 短图1-1-1【2】图像修正法:如图1-1-3所示,直线①是根据U 、I 的测量值所作出的U -I 图线,由于I <I 0,而且U 越大,I 和I 0之间的误差就越大,即VV R UI =随着电压的减小而减小,而电压表的示数U 就是电源 的路端电压的真实值U 0,除了读数会有误差外,可以 认为U =U 0,经过修正后,直线②就是电源真实值的 U -I 图线,由图线可以很直观的看出: 真测E E <,真测r r <。

《测电源的电动势和内阻》优秀教案

《测电源的电动势和内阻》优秀教案

第二章恒定电流29 测电源的电动势和内阻【教学目标】1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。

2、学习用图象法处理实验数据。

重点:掌握实验原理和方法,学会处理实验数据。

难点:掌握实验原理和方法,学会处理实验数据。

【自主预习】1.实验原理(三种方法):(1)选用伏安法测电源电动势与内电阻用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量。

如图1所示:测出两组_______值,就能算出电动势和内阻。

原理公式:_____________实验原理(1)是本节课的重点。

测出几组U,I数值,带入1式得到的方程两两组成方程组,可得到E,r值。

这种方法误差较大。

还可以多测出几组U,I值,然后在U-I坐标平面内描出各组U、I值所对应的点,然后通过这些点画一直线,如图所示,直线与纵轴的的交点的纵坐标就是电池的电动势的大小,直线与横轴的交点的横坐标就是电池的短路电流I o=E/r,因此可求的内电阻r=E/I o。

误差分析:E测 E真 r测 r真(2)用安阻法测量。

如图26-2所示:测出两组值,就能算出电动势和内阻。

原理公式:。

(3)用伏阻法测量。

如图26-3所示:测出两组值,就能算出电动势和内阻。

原理公式:。

2.实验器材:电池(待测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线,坐标纸。

【典型例题】一、实验基本操作【例1】某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值为0~2021,连接电路的实物图如图所示.该学生接线中错误的和不规范的做法是A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表接线有错C.电压表量程选用不当D.电压表接线不妥二、数据处理方法【例2】下面是在测某电池的电动势和内阻的实验中记录的六组数据.请在直角坐标系中画出U—I图,并根据图象算出待测电池的电动势和内阻U/V137132124118110105I/A0120202131032050057【例3】.某同学采用如图所示的电路测定电源电动势和内阻,已知有干电池电动势约为15 V,内阻约2 Ω,电压表0~3 V,3 Ω,电流表0~06 A,10 Ω,滑动变阻器R110 Ω,2 A和R2100 Ω,01 A各一只.1实验中滑动变阻器应选用________选填“R1”或“R2”.2在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路.3在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U—I图象,由图可较准确地求出电源电动势E=______ V;内阻r=________ Ω【课后练习】—I图象,下列关于这个图象的说法中正确的是A.纵轴截距表示待测电源的电动势,即E=3 VB.横轴截距表示短路电流,即I短=06 AC.根据r=错误!,计算出待测电源内阻为5 ΩD.根据r=|错误!|,计算出待测电源内阻为1 Ω2.如图所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象,下列说法中正确的是A.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等B.电流都是I0时,两电源的内电压相等C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻3.用图象法计算电动势和内电阻时,先要描点,就是在U—I坐标系中描出与每组I、U值对应的点,以下说法中正确的是UIA.这些点应当准确地分布在一条直线上,即U—I图线应通过每个点B.这些点应当基本上在一条直线上,由于偶然误差不能避免,所以U—I图线不可能通过每一个点C.不在U—I图线上的点应当大致均衡地分布在图线两侧D.个别偏离直线太远的点,应当舍去4.在测定电池的电动势和内电阻实验的实物连接图中如图,电流表和电压表的正接线柱都尚未连接,为了做这个实验,应该把A.电流表的正接线柱与c点相连B.电流表的正接线柱与b点相连C.电压表的正接线柱与a点相连D.电压表的正接线柱与c点相连5.用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中,下列注意事项中正确的是A.应选用旧的干电池作为被测电源,内阻大,电压表示数的变化范围比较大B.应选用内阻较小的电压表和电流表C.移动滑动变阻器的滑片时,不能使滑动变阻器短路,以免造成电流表过载D.根据实验记录的数据作U-I图象时,应通过尽可能多的点画一条直线,并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧6在用图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中,若有两只电压表V 1和V2量程相同,内阻R V1>R V2;两只电流表A1、A2量程相同,内阻R A1>R A2,在该实验中,为了使E、r的测量精确些,选择的电表可以是A.V1和A2 B.V2和A2C.V2和A1 D.V1和A17.下面给出的用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据处理方法中,既能减小偶然误差,又直观简便的方法是A.测出两组I和U数据,代入错误!方程组,求出E和rB.测出多组I和U数据,代入方程求出几组E和r,最后求出平均值C.测出多组I和U数据,画出U—I图象,根据图象求出E和rD.测出多组I和U数据,分别求出I和U的平均值,然后代入公式求出E和r8.如图所示,已知R1=R2=R3=1 闭合后,电压表的读数为1 V;当开关S断开后,电压表的读数为08 V,则电池的电动势等于A.1 V B.12 VC.2 V D.4 V9.如图所示是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内电阻的实验所用器材,用实线将它们连成实验电路.10.利用伏安法测量干电池的电动势和内电阻,现有的器材为干电池:电动势约15 V,符号电压表:量程1 V,内阻9983 Ω,符号 V电流表:量程1 A,符号 A滑动变阻器:最大阻值10 Ω,符号电阻箱:最大阻值99 9999 Ω,符号单刀单掷开关1个,符号导线若干1设计测量电源电动势和内电阻的电路并将它画在指定的方框内.要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负.2为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的__________倍,电阻箱的阻值应为__________ Ω第二章恒定电流29 测电源的电动势和内阻答案:例1 答案AD解析实物图中,滑动变阻器的两个固定端被接入电路,滑片移动时,变阻器不起变阻作用,选A项.电流表和电压表只允许从电表的正接线柱流入,负接线柱流出,故图中电压表接线错误,电流表接线正确.故选D项,不选B项.一节干电池的电动势为15 V,电压表选用0~3 V量程是正确的,故不选C项.图中电压表直接和电池并联,即使开关断开,电压表仍有示数,开关不能控制整个电路,从这个角度看出应选D项.例2 答案图象见解析图146 V 072 Ω解析建立坐标系,利用描点法画出U—I图象,如图所示.第四个点明显偏离,可见误差太大,应舍去.直线与纵轴的交点坐标即为电源的电动势E=146 V.由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir,将直线上的点110,050的坐标U=110 V,I=050 A代入得内阻r=072 Ω例3答案1R12见解析图3148147~149均正确179178~190均正确解析1电路中最大电流I=错误!=错误!=075 A.R2的额定电流小于075 A,同时R2阻值远大于电源内阻r,不便于调节,所以变阻器用R12如图所示.3将图线延长,交于纵轴,则纵截距即为电动势E=148 V147~149 V均正确r=错误!,可得r=179 Ω178~190 Ω均正确课后练习1.答案AD 2答案AC 3答案BCD解析用描点法画图象时,应使这些点基本在一条直线上,且大致均衡地分布在图线两侧,个别偏离直线太远的点是由于偶然误差造成的,应当舍去.4 答案AC 5答案ACD 6答案 AD解析首先分析该电路的误差压表分流,即所测得的电流为不准确值不是干路电流,所以应尽可能避免电压表分流,应选大阻值电压表.7答案 C8答案 C 解析开关闭合时,R总=r+R1+错误!=r+15将I=错误!=1 A代入公式得E=r+15①开关断开时,R总′=r+R1+R3=r+2将I′=错误!=08 A代入公式得E=+16 ②解之得E=2 V,r=05 Ω9.解析本题考查实验电路的实物连线.首先画出实验电路图如右图所示.因为待测电源电动势约为3 V,所以电压表选用0~3 V的量程;干电池的允许电流一般在05 A左右,所以电流表应选用0~06 A的量程;注意开关闭合前,要使变阻器接入电路的阻值尽量大些,保护电流表以防烧毁.电压表不要直接接在电源的两极上,要受开关的控制,实物连接图如下图所示.10 答案1见解析图22 9983解析1因电源电动势约为15 V,而电压表量程为1 V,故电压表需串联电阻箱扩大量程;因电源内电阻一般较小,为减小实验误差,电路采用电压表扩大量程后直接跨接在电源两端,即电流表外接法,电路如下图所示.2因电源电动势约为15 V,故电压表量程扩大为原量程的2 倍,即量程为2 V为宜.设电压表串联电阻为R,则211998.3V U U R U R '--==Ω=9983 Ω。

4实验-测定电源的电动势和内阻

4实验-测定电源的电动势和内阻

4 实验-测定电源的电动势和内阻,(用电流表和电压表测)[实验目的]:测定电池的电动势和内电阻。

[实验原理]如图1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、r值,最后分别算出它们的平均值。

此外,还可以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-I图象(如图2)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。

[实验器材]待测电池,电压表(0-3V),电流表(0-0.6A),滑动变阻器(10Ω),电键,导线。

[实验步骤]1.电流表用0.6A量程,电压表用3V量程,按电路图连接好电路。

2.把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。

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(I1、U1),用同样方法测量几组I、U的值。

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。

[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,可选用已使用过一段时间的1号干电池。

2.干电池在大电流放电时,电动势会明显下降,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,每次读完立即断电。

3.要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,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、r值再平均。

4.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。

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的抵消,从而提高精确度。

5.干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画U-I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)。

但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

真实值
I
IA I1
所阻 ...
1. 实验原理 原理 1:用伏安法测 E、r
原理 2:用电流表和电阻箱测 E、r
原理 3:用电压表和电阻箱测 E、r 2. 试验方法 要点:熟悉实验所用的器材,会根据不同的实验原理选择 不同的实验器材,并按照合理规范的步骤进行操作。
路时要注意使电流从电流表电压表的正接线柱流入,负 接线柱流出,且电键能控制整个电路的接通。 3. 闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显读数, 记 录一组电流电压值,用同样的方法测量并记录几组 U、 I 的值,注意每次读数完毕要断开开关。 4. 断开开关,整理好器材。
小组合作:完成实验
R
...
A
V S
...
第二章
恒定电流
第十节 实验:测定电池的电动势和内阻
一、实验原理
...
电源接在电路中,路端电压和电 流与电动势和内阻可以通过闭合电路 欧姆定律建立联系,那么我们就可以 利用闭合电路欧姆定律测定电池的电 动势和内阻。
1.伏安法
...
即用电流表电压表和滑动变阻器去测E、r ,改变滑动变阻器的阻值,从电流表、电压 表中读出几组U 和I 的值,利用E=U+Ir 就可 测得 E、r
... 2.图象法:图象法直观反映物理量的关系的同时还可以帮 我们排除错误数据、减小偶然误差所以我们可以把测出的 多组U、I值,在U-I图中描点画图象,使U-I图象的直线 经过大多数坐标点,不在直线上的点大致分布在直线的两 侧,
由函数关系可知,纵轴截距等于 电源的电动势E图线斜率的绝对值等 E U 于电源的内阻r=| I |=| I |利用图像 的纵轴截距和斜率我们就可以测量 出电池的电动势和内阻。
1 (2) 请用笔画线代替导线连接实验电路。
R

(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的 U ─ I 图线 , 由 图线可较准确求出该电源电动势 E = V ; 内阻 r = Ω。
1.50
0.85
U/V
1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8
V A
I/A
0 0.1 0.2 0.3 0.4
I
...
小组合作: 用图像法处理数据
五、注意事项
用已使用过一段时间的干电池)。
1. 为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻应大些(选
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 0.3 A, 短时间放电不宜超过 0.5 A,因此,实验中不要将 R 调得过 小,读电表示数要快,每次读完应立即断电。 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. 计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用公式计
例2. 一个学生利用实验方法测得数据 ,根据这些数据, ... 画出了如图所示的 U-I 图象 ,从图中可得出电源电动
2.6 2.9 ,内阻为______Ω 势为 ______V 。
... 例3. 如图是测量电源内电阻的电路,下列关于误差的说法,
正确的是 ( C) A .由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值小于真实 值 B. 由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值大于真实值 C. 由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值小于真实值
2. 用图所示的电路测定电源电动势和内阻,已知干电池的电动势约为
. .(0 . ─ 0.6 A , 1.0 1.5 V,内阻约 1 Ω,电压表 ( 0 ─ 3 V , 3 kΩ ) , 电流表
Ω ) , 滑动变阻器有 R1 (10 Ω ,2 A ) 和 R2 ( 100 Ω, 0.1 A ) 各一只。 (1) 实验中滑动变阻器应选用
m
E
U/V
I短 = E r
O
I/A
通过记录的数据我们发现干电池的路端电压变化不 很明显,所以作图象时,纵轴单位可取的小一些,且纵 轴起点可不从零开始。
...
如图所示,此时图线与纵轴交点 仍为电池的电动势E,但图线与横轴 交点不再是短路电流,求内阻时要 在直线上取相隔较远的两点,用r= | U |求出。
3.伏阻法
...
即利用电压表、电阻箱测定E、r,用电压表测得路端电压 ,通过改变电路中的电阻,测出几组 U、R的值,就可以 利用 ,,测得E、r 。
二、实验器材的选择
...
以方案1为例
被测电池 (干电池) 滑动变阻器 选用阻值较小的,最大阻 值10 ─ 20Ω
电压表
(选择量程接近电源电动势)
电流表 开关、导线
...
r测 >r真、E测 = E真 。
U
×
U测
V
×
U真
A
测 量 值
真实值
×
I 乙 U真 = U测 + UA
UA
因为待测部分(电池)的电阻是小电阻,故采用电 流表外接法(相对待测部分)误差会小些,即甲图。
等效电源法
等效电源的电动势和内阻:
...
两端有源网络可等效为一个电源,电源的电动势为两端
开路时的电压,电源的内阻为从电源两端看的内电阻。
R
...
U
Iv
I真 E r
A
V
测 量 值
真实值
×
×
S
I真 = I测 + Iv
×
I
... 图中电压表和电流表的测量值都是准确的吗?如
果不是,哪么哪个表测量值准确?哪个表测量值有
误差?误差是偏大还是偏小?
V
A

2. 测量电路存在系统误差 。由于电流表的分压 ,据此作出如 图乙所示的真实和测量的 U-I 图线 ,由图不难看出,
...
... 图中电压表和电流表的测量值都是准确的吗?如果
不是,哪么哪个表测量值准确?哪个表测量值有误
差?误差是偏大还是偏小?
A V

六、误差分析
1. 测量电路存在系统误差 。由于电压表的分流 ,据此作出 如图乙所示的真实和测量的 U-I 图线 ,由图不难看出 ,E 、r 的测量值均小于真实值,r测 < r真、E测 < E真 。 I测
3. 数据处理(伏安法):平均值法、图象法
...
1. 在测定电池的电动势和内阻的实验中 ,用待测电 池、开关和导线 ,配合下列仪器可以达到的实验目的
的是( ABC)
A. 一只电流表和一个电阻箱 B. 一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器 C. 一只电压表和一个电阻箱 D. 一只电流表和一个滑动变阻器
...
算出电源的内阻 r。
5. 干电池内阻较小时,U 的变化较小,此时,坐标图中数据点 ...
将呈现如下图甲所示的状况,使下部大面积空间得不到利用。
为此,可使纵坐标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),如图乙所示,并且把纵坐标 的比例放大,可使结果的误差减小。此时图线与横轴交点不表 示短路电流,而图线与纵轴的截距仍为电动势.要在直线上任 取两个相距较远的点,用 r =| ΔU/ΔI |求电池的内阻 r。
2.安阻法
...
即利用电流表电阻箱测定E、r ,用电流表测干 路中的电流,通过改变电路中的电阻,测几组 R 、I的值,利用E=IR+Ir ,可测得 E、r 。
三、实验步骤
...
1. 确定电流表和电压表的量程, 按图示电路把器材连好。
R
A
V S
... 2. 把滑动变动器的滑片移到一端使其阻值最大,连接电
D. 由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值大于真实值
R
A
V
S
解析: E = U + Ir , I = ( IA + U/ RV ) ,由于电压表的分流 ...
作用,对于每个电压值 U1 ,测得的电流 IA小于总电流 I1, U 越大,I A 跟 I1 相差越大, 画出的图线应为实线所示:
U
U1
测量值
四、数据处理
...
• 如何利用我们实验记录的数据来求解电池的电动势和内阻呢?
...
1.公式法
把我们记录的数据带入到E=U+Ir ,求出几组E、r 的值, 然后求出它们的平均值,作为测量结果。 类比逐差法,为了尽可能多的利用我们测得的数据, 代入数据时我们需注意分别将1、4组,2、5组,3、6 组联立方程组解出E1、r1,E2、r2,E3、r3,求出它们 的平均值E= (E1+E2+E3)/3,r= (r1+r2+r3)/3作为 测量结果。
阻时 ,除备有被测电池 、开关和足够的导线外 ,还备有下 列仪器可供选择: A. 电流表(0~0.6 A) C. 电压表(0~3 V) B. 电流表(0~3 A) D. 电压表(0~15 V)
E. 滑动变阻器(20 Ω,2 A)
F. 滑动变阻器(1700 Ω,0.3 A)
ACE (填器材前面的选项字母)。 应该选用的仪器是 __________
情况1:把图甲的电路等效为图乙的电源
E r
R
a 。 E′
a 。
E′ = E
b 。 乙


b
r′
r′ = r + R
... 情况2:把图丙的电路等效为图丁的电源:
a 。 E′ r′ 丙 R b 。 E′ r′ 丁 a 。
b 。
RE E ' U ab IR Rr
Rr r' Rr
... 例 1. 在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内
...
6. 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 ,个别偏离直线太远的点可
相关文档
最新文档