测电池的电动势和内阻
测定电池的电动势和内阻
I I测, U U测 IRA, U IRA, I 0时,U 0
故,E测 = E真 r 测 > r真
七.其他测量措施
其他措施一:电阻箱和电流表测定法
(一只电流表和一种电阻箱)
E=I 1(R1+r)
R1
A E=I2 (R2+r)
A
R2
误差分析与右图相同: 即E测 =E真, r 测 >r真
(1)按要求在实物图上连线。
(2) 用已知量和直接测得量表达旳待测电动势
旳体现式为E=
,式中各直接测得量旳
意义是:
.
R1
R1
R2
R2
[解答]: (1)连图:左图只用R1接入电路;右图 用R1和R2串联接入电路。
(2)
I1I 2 I1 I2
R2 I1是外电阻为R1时旳电流, I2是外电阻为R1和R2串联时旳电流.
I1U 2 I1
乙
E测 U2 I r2 测
考虑电表影响
E U1 I1r I1RA 解得
r测
U1 I2
U2 I1
E I2U1 I1U 2 I2 I1
E U2 I2r
I2RA
E、r为真实值 r
U1 U2 I2 I1
RA
比较得 E测=E r 测 =r+RA> r
外接法:
E测
5:断开电键,整顿好器材
123456 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
四,数据处理 措施一:公式法
变化R旳阻值,从电流表和电压表中读取两组 I、U旳值,代入方程组联立求解,多测量几 次I、U旳值,算出E、r取平均值.
3-1.2.10.测定电池的电动势和内阻
E
图象在横轴上的截距 还是短路电流吗?
U0 0
I短 I/A
讨论:将图线延长,与横纵轴的交点各代表什么情况? (1)图象在纵轴上的截距为电源的电动势E (I=0)
(2)图象在横轴上的截距为短路电流I短 (U=0) E U (3)图象斜率的绝对值为电源内阻 r
I短 r
6、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(选用已使用过一段时间的干电池),若测 的是新电池,可以串联一个合适的已知电阻。 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,因此,实验 中不要将I调得过大。读数要快,每次读完立即断电。
5、数据处理:
1.公式法
E U 1 + I1 r E U 2 +I 2 r
I1U 2 I 2U1 E I1 I 2 r U 2 U1 I1 I 2
多测量几组I、U 的值,算出E、r 取平均值.
2、图象法 由U =E -Ir 可知,U 是I 的一次函数。
I
I测 I实
2.电流表内接: 误差来源: 电流表分压
E r
R
V A
U路= UA + UV = ( I RA +UV)
内接法
可见I 越大,差值 I RA就越大, I=0时差值为0 实际的U-I图线如图虚线示: ∴ E测 =E真 r测 > r真
E真 E U
U路 UV I
I
7、误差分析(二)
实际电压表可以等效为 理想电压表和RV的并联, 实际电流表可以等效为 理想电流表和RA的串联。 1.电流表外接
3、实验器材: 干电池,电压表,电流表,滑动变阻器,电键, 导线、坐标纸、铅笔.
测定电池的电动势和内阻
测定电池的电动势和内阻注意事项1.可选用旧电池:为了使电路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.电流不要过大,读数要快:干电池在大电流放电时,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I 调得过大,读电表要快,每次读完立即断电.3.计算法求E 、r :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E 、r 值再求平均值.4.合理选择标度:为使图线分布空间大,如图所示,纵坐标可以不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,电源的内阻不能用r =EI 短确定,应根据r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 确定.误差分析①用图象法求E和r时作图不准确.②由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差.•本实验中测量结果是:E测<E真,r测<r真.热点一伏安法测电源电动势和内阻【典例1】(2012·重庆卷,22(2))某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r 的影响.实验器材如图所示.①测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式________,利用测量数据作出UI图象,得出E和r.②将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在图中用笔画线代替导线连接电路.③实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的UI图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知:在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”).曲线(c)对应的电源电动势E=________V,内阻r=________Ω.当外电路总电阻为2 500 Ω时,该电源的输出功率P=________mW.(均保留三位有效数字)解析 ①本题是利用伏安法测电源电动势和内阻,由E =U +Ir 得U =E -Ir .②连图要从电源正极出发,先连接串联部分,最后再进行并联,并注意电压表、电流表的正、负接线柱,以防接反.③在电源的UI 图象中,纵轴截距表示电源电动势,斜率绝对值表示电源的内阻,由图象可得,电极间距减小时,电源电动势不变,内阻增大.对图线(c ),由图得:E =0.975 V ,内阻r =|k |=ΔU ΔI =478 Ω.当R =2 500 Ω时,P =I 2R =E 2(R +r )2R ,代入数据可得:P ≈0.268 mW.答案 ①U =E -Ir ②如图所示 ③不变 增大 0.975 478 0.268电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安法,另外还有以下几种方法:1.安阻法:用一个电流表和电阻箱测量,电路如图7-5-5甲所示,测量原理为:E =I1(R1+r),E =I2(R2+r),由此可求出E 和r ,此种方法使测得的电动势无偏差,但内阻偏大.2.伏阻法:用一个电压表和电阻箱测量,电路如图7-5-5乙所示,测量原理为:E =U 1+U 1R 1r ,E =U 2+U 2R 2r ,由此可求出r 和E ,此种方法测得的电动势和内阻均偏小.3.粗测法:用一只电压表粗测电动势,直接将电压表接在电源两端,所测值近似认为是电源电动势,此时U =ER VR V +r≈E ,需满足R V ≫r .4.双伏法:用两个电压表可测得电源的电动势,电路如图7-5-6所示.测量方法为:断开S ,测得V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2,此时,E =U 1+U 2+U 1R V r ,R V 为V 1的内阻;再闭合S ,V1的示数为U 1′,此时E =U 1′+U 1′R V r ,解方程组可求得E 和r .【变式跟踪1】 (2013·长春一调)用DIS 测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示,已知干电池允许的最大供电电流为0.5 A.(1)实验时应选用下列哪种滑动变阻器________. A .1 000 Ω,0.1 A B .50 Ω,2.0 A C .10 Ω,2.0 A D .50 Ω,0.1 A(2)根据实验得到的图象如图乙所示,可求得干电池的内电阻为r =________ Ω. 答案 (1)C (2)2.0热点二 实验电路的改进和分析【典例2】 (2012·福建卷,19(2))某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E. ①先直接用多用电表测定该电池电动势.在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图所示,其示数为________V .②然后,用电压表 、电阻箱R 、定值电阻R0、开关S 、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势.(ⅰ)根据图乙所示电路图,用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接成完整电路.(ⅱ)闭合开关S ,调整电阻箱阻值R ,读出电压表相应示数U .该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R 、U 数据,并计算出相应的1R 与1U 的值.请用表中数据在图7-5-10中的坐标纸上描点,并作出1U -1R图线.R(Ω)166.771.450.033.325.020.0U(V)8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 1-2Ω-1)0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00 R(×101-1)0.120.170.210.240.310.34 U(V(ⅲ)从图线中可求得E=________V.解析①读出示数为:9.4 V.②(ⅰ)连接电路如图所示.(ⅱ)作图线如图所示(ⅲ)由闭合电路欧姆定律得E =U +UR(r +R 0)变形得1U =1E +r +R 0E 1R ,从上式看出在1U -1R 图象中,纵轴的截距即为1E ,由图象得出截距为0.1,所以E =10.0 V(9.5 V ~11.1 V 内均正确).借题发挥在利用作出的图像求解未知量时,应特别注意直线的斜率、截距.为了明确斜率、截距的意义,要先写出两个量的函数关系,然后从数学表达式中找到斜率、截距的意义.【变式跟踪2】 电动自行车具有环保、节能、便捷等优点,但电动自行车的电瓶用久以后性能会下降,表现之一为电池的电动势变小,内阻变大.某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电,取下四块电池,分别标为A 、B 、C 、D ,测量它们的电动势和内阻.(1)用多用电表直流电压“50 V ”挡测量每块电池的电动势.测量电池A 时,多用电表的指针如图甲所示,其读数为________ V .(2)用图乙所示的电路测量A 、B 、C 、D 四块电池的电动势E 和内阻r ,图中R 0为保护电阻,其阻值为5 Ω.改变电阻箱的阻值R ,测出对应的电流I ,根据测量数据分别作出A 、B 、C 、D 四块电池的1I -R 图线,如图所示.由图线C 可知电池C 的电动势E =________ V ,内阻r =________ Ω.(3)分析图可知,电池________(选填“A ”、“B ”、“C ”或“D ”)较优.解析 (2)由图象C 可以看出,当电阻箱连入电路中电阻为0时对应电流为2 A ,图象C 的延长线与横轴交点为R0+r=6 Ω,故电源电动势为12 V,内阻为1 Ω.(3)图象的延长线与横轴的交点离原点越远表示电源内阻越大,图象C的延长线与横轴的交点离坐标原点最近,所以电源C较优.答案(1)11.0(答“11”也对)(2)121(3)C【典例3】在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:A.干电池E(电动势约为1.5 V、内电阻大约为1.0 Ω)B.电压表V(0~15 V)C.电流表A(0~0.6 A、内阻0.1 Ω)D.电流表G(满偏电流3 mA、内阻Rg=10 Ω)E.滑动变阻器R1(0~10 Ω、10 A)F.滑动变阻器R2(0~100 Ω、1 A)G.定值电阻R3=990 ΩH.开关、导线若干(1)为了方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是________(填写“R1”或“R2”);(2)请在线框内画出你所设计的实验电路图,并在图中标上所选用器材的符号;(3)如图7-5-13所示为某一同学根据他设计的实验,绘出的I1I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电池的电动势E=________ V,内电阻r=________ Ω.解析从实验操作方便和安全角度出发,滑动变阻器选小阻值,大额定电流的R1;所给器材中电压表量程过大,不能选用,需要把电流表G与R3串联,被测量电源的内阻很小,电流表相对电源用外接法;图象与纵轴的截距为1.47 mA,为断路时通过G的电流.断路电流乘以(R3+Rg)等于1.47 V,为电源电动势;图线的斜率为电源内阻r=0.83 Ω.答案(1)R1(2)电路图如图所示(3)1.47(1.46~1.48均对)0.83(0.81~0.85均对)预测高考命题视角以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目,不脱离教材而又不拘泥教材,体现开放性、探究性、设计性等特点.视角1实验方法、方案的选择根据题目所给仪器→确定实验方案(伏安法、安阻法、伏阻法等).视角2实验器材的灵活选用如①定值电阻可以作为保护电阻②定值电阻可以当电压表使用③定值电阻可以当电流表使用④电压表可以当小量程的电流表使用视角3图象法处理数据,并巧用数形结合得到实验所要测量的物理量。
测定电池的电动势和内阻三种测量方法及误差详解资料
• D.滑动变阻器R1(0~20 Ω,10 A)
第21页/共34页
• (1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他 设计了如图(甲)中的a、b两个参考实验电路.其中合理的是图________所 示的电路;在该电路中,为了操作方便且能较准确地进行测量,滑动变阻器 应选________(填写器材前的字母代号).
次数
123456
I(A)
U(V)
第9页/共34页
• 四、数一组,
解方程求出几组E、r的值,最后对E、r分别求平均值作为测量结果. • 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;
第10页/共34页
(3)如图所示: ①图线与纵轴交点为 E. ②图线与横轴交点为 I 短=Er . ③图线的斜率表示 r=ΔΔUI .
第11页/共34页
• 五、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图象时描点不准确. • 2.系统误差 • (1)电流表相对于待测电阻(电源内阻)外接(如图1所示)
第3页/共34页
第4页/共34页
(2)为减小误差,至少测出六组 U 和 I 值,且变化范围要 大些,然后在 U-I 图中描点作图,由图线纵截距和斜率找出 E、rr=||ΔΔUI||,如图乙.
第5页/共34页
• 方案2.用电流表、电阻箱测电动势E和内电阻r • 由闭合电路的欧姆定律得:E=I(R+r) • 用电流表测干路中的电流,通过改变电路中的电
第8页/共34页
• 三、实验步骤(以方案1为例) • 1.电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程按图连接好电路. • 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),
实验测定电池的电动势和内阻
实验测定电池的电动势和内阻xx年xx月xx日contents •实验目的和背景介绍•实验原理和方法•实验器材和步骤•实验数据和结果分析•实验结论和建议•相关问题和解答目录01实验目的和背景介绍掌握测定电池电动势和内阻的原理和方法。
学习使用电学仪表和实验设备进行实验操作。
了解电池性能的基本概念和实际应用。
实验目的1实验背景23电池是现代电子设备的主要能源来源,对于电池的性能评估和优化至关重要。
电动势和内阻是评价电池性能的重要参数,通过实验测定有助于了解电池的能源转换效率和内阻对电池性能的影响。
本实验以单体电池为研究对象,通过测量电池在不同负载下的电压和电流,评估电池的电动势和内阻。
02实验原理和方法电池的电动势指的是在断路状态下,即没有电流流过时,电池正负极之间的电势差。
它的大小主要取决于电池内部的化学反应,是电池最重要的性能指标之一。
电池电动势电池的内阻是指电池在工作时,由于电流流过电池内部所遇到的电阻,包括欧姆电阻、极化电阻等。
内阻的大小反映了电池的内部特性,对于电池的性能和使用有很大影响。
电池内阻电池电动势和内阻的定义使用电压表和电流表测量通过给电池施加一个已知的电流,并测量相应的电压降,可以计算出电池的电动势和内阻。
这是最常用的测量方法之一。
实验方法使用电桥法测量通过使用电桥电路来平衡电池两端的电压,从而测量出电池的电动势和内阻。
这种方法比较精确,但操作较为复杂。
使用在线测试仪器现在市面上有一些在线测试仪器可以直接测量电池的电动势和内阻,无需使用电压表和电流表,非常方便快捷。
03实验器材和步骤电源一个可调电压的直流电源,能够提供0-4V的电压变化。
滑动变阻器一个可调电阻的滑动变阻器,能够改变电路中的电阻。
电流表一个精确度较高的电流表,能够测量微安级别的电流。
开关一个单刀单掷开关,用于控制电路的通断。
电压表一个精确度较高的电压表,能够测量伏特级别的电压。
导线若干导线,用于连接电源、电流表、电压表、滑动变阻器和开关。
实验:测定电池的电动势和内阻高中物理
测定电池的电动势和内阻的其他几种方法1.安阻法:用一个电流表和电阻箱测量,电路如图6所示,测量原理为:E =I 1(R 1+r ),E =I 2(R 2+r ),由此可求出E 和r ,此种方法使测得的电动势无偏差,但内阻偏大.图62.伏阻法:用一个电压表和电阻箱测量,电路如图7所示,测量原理为:E =U 1+U 1R 1r ,E =U 2+U 2R 2r .由此可求出r 和E ,此种方法测得的电动势和内阻均偏小.图73.伏伏法:用两个电压表可测得电源的电动势,电路如图8所示.测量方法为:断开S ,测得V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2,此时,E =U 1+U 2+U 1R Vr ,R V 为V 1的内阻;再闭合S ,V 1的示数为U 1′,此时E =U 1′+U 1′R Vr ,解方程组可求得E 、r .图84.粗测法:用一只电压表粗测电动势,直接将电压表接在电源两端,所测值近似认为是电源的电动势,此时U =ER V R V +r≈E ,需满足R V ≫r . 1.用如图1所示电路,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R 0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:图1(a)电流表(量程0.6 A、3 A);(b)电压表(量程3 V、15 V);(c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W);(d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W);(e)滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω、额定电流2 A);(f)滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω、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________ Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是________ Ω的滑动变阻器.(2)引起该实验系统误差的主要原因是______________________________.解析(1)由于电源是一节干电池(约1.5 V),所以选量程为3 V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般为几欧,加上保护电阻,最大电流也在1.0 A以下,小于量程3 A的13,所以选量程为0.6 A的电流表;由于电池内阻较小,保护电阻不宜太大,选1 Ω的即可,否则会使电流表、电压表读数范围较小,造成较大的误差;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就能很好地控制电路中的电流和电压,因此取0~10 Ω范围.(2)由于电压表的分流作用,使电流表读数总是比干路电流小,造成E测<E真,r测<r真.答案(1)30.610~10(2)电压表的分流2.某研究性学习小组采用如图2所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r,R为电阻箱,V为理想电压表,其量程略大于电池的电动势.实验中通过多次改变电阻箱的阻值R,从电压表上读出相应的示数U,该小组同学发现U与R不成线性关系,于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示.图2序号12345671R(Ω-1)0.10.40.5 1.0 2.0 2.5 5.0 1U(V-1)0.360.440.430.600.87 1.00 1.58回答下列问题:(1)根据表中的数据和实验原理,你认为第______(填序号)组数据是错误的,原因是___________________________________________________________ _________________________________________________________________.(2)根据实验数据,请在图3所给的坐标系中绘出1U-1R关系图线.图3(3)由图线可知,该干电池的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω.(结果保留两位有效数字)解析(1)根据E=U+UR r,得1U=rE·1R+1E,知1R变大,1U就变大,故第3组数据错误.(2)根据给定的各组1R、1U值在坐标系中描出位置,然后依据这些位置作出1U1R图线,如图所示.(3)根据1U=rE·1R+1E知,纵轴截距是电动势的倒数,斜率是rE,有1E=0.35,rE=1.58-0.355.0-0,得E≈2.9 V,r≈0.71 Ω.答案(1)3随着电阻的减小路端电压应逐渐减小(2)见解析图(3)2.90.713.某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱,采用如图4甲所示的电路测电源电动势与内阻,比常规的伏安法更准确.若电流表内阻阻值为R A,则测量的方法与步骤是:图4(1)将电阻箱阻值R调到最大,闭合S后观察电流表示数,然后再调节电阻箱,使电流表的示数指到某两个恰当的值,记下此时电阻箱的阻值R1、R2及对应的电流I1、I2;(2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律,建立方程组,即可求出电源的电动势E与内阻r.该方程组的表达式是:________、________.该实验小组现在手头只有一个电流表,只知其内阻很小,却不知具体阻值.为了测出该电流表的内阻,她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材.请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路.注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用,开关闭合前其阻值应________________________________________.解析根据题图示电路,利用闭合电路欧姆定律可得:E=I1(R1+R A+r)、E =I2(R2+R A+r);两节干电池的电动势大约为3 V,电流表应选0.6 A量程,在连接电路时,本着先串后并的原则进行.答案E=I1(R1+R A+r)E=I2(R2+R A+r)连线如图调至最大4.某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只2.5 Ω的保护电阻R0,实验电路如图5所示.(1)连好电路后,当该同学闭合电键时,发现电流表示数为0,电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错,接触良好且未发生短路;他用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是________.图5(2)在图9中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时,把两表笔分别接c、d时的实物电路图(如图9所示)以笔画线代替导线连接起来.6图6(3)排除故障后,该同学顺利完成实验,测定得到下列数据,根据表中数据在图7中的坐标上画出U-I图线,由图线知:电池的电动势为________,内阻为________.图7解析 (1)用电压表检测c 、d 时,电压表有示数,说明有电流通过电压表,但没有电流通过多用电表所并联的电路,说明多用电表所并联的电路发生断路故障.由已知条件可知,是滑动变阻器R 发生故障.(3)电源的伏安特性曲线为直线,使直线通过尽量多的数据点,其他点均匀分布在线的两侧.由U =E -I (r +R 0)可知,纵轴截距表示电动势,则E =1.50 V ,斜率绝对值表示r +R 0,则:r +R 0=1.50-0.200.43 Ω=3.0 Ω,则r =0.5 Ω.答案 (1)R 断路 (2)如图甲所示(3)如图乙所示 1.50 V(1.41~1.51 V 均可)0.5 Ω(0.5~0.7 Ω均可)5图2甲是利用两个电流表和测量干电池电动势E 和内阻r 的电路原理图.图中S 为开关,R 为滑动变阻器,固定电阻R 1的阻值和电流表的内阻之和为10 000 Ω(比r 和滑动变阻器的总电阻都大得多),为理想电流表.(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线完成实物电路图.图2(2)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至___(填“a端”、“中央”或“b端”).(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表和的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置,得到的数据为I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068在图31212图3(4)利用所得图线求得电池的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电池输出的短路电流I短=________ A.解析本题主要考查了实物图连接、实验注意事项、数据处理,本实验是用两个电流表测定电池的电动势和内阻,实质是将电流表与一定值电阻串联,改装成电压表使用. (1)实物连接如图所示(2)实验前应使滑动变阻器接入电路的电阻最大,因此应使滑片移到b端.(3)作I1-I2图象如图所示(4)电动势E=I1′(图象与纵轴截距)×10 000 V=1.49 V,电池的内阻r=|k(图象斜率)|×10 000 Ω=0.60 Ω.(5)电池输出的短路电流I短=Er≈2.5 A.答案(1)见解析(2)b端(3)见解析(4)1.49(1.48~1.50)0.60(0.55~0.65)(5)2.5(2.3~2.7)6.两位同学在实验室利用如图11(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U-I直线.请回答下列问题:图11(1)根据两位同学描绘的直线,可知图线________(填“甲”或“乙”)是根据电压表V1和电流表A的数据所描绘的.(2)图象中两直线的交点表示()A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端B.在本电路中该电源的输出功率最大C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5 WD.在本电路中该电源的效率达到最大值(3)根据图(b),可以求出定值电阻R0=________Ω,电源电动势E=________V,内电阻r =________Ω.(结果均保留两位有效数字)答案(1)甲(2)BC(3)2.0 1.5 1.07.某班举行了一次物理实验操作技能比赛,其中一项比赛为用规定的电学元件设计合理的电路图,并能较准确地测量一电池组的电动势及其内阻.给定的器材如下:A.电流表G(满偏电流10 mA,内阻10 Ω)B.电流表A(0~0.6 A~3 A,内阻未知)C.滑动变阻器R0(0~100 Ω,1 A)D.定值电阻R(阻值990 Ω)E.多用电表F.开关与导线若干(1)小刘同学首先用多用电表的直流10 V挡粗略测量电池组的电动势,电表指针如图12所示,则该电表读数为________V.图12(2)该同学再用提供的其他实验器材,设计了如图13甲所示的电路,请你按照电路图在图乙上完成实物连线.图13(3)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池组的电动势E=________V,内阻r=________Ω(保留2位有效数字).答案(1)7.2(2)如图所示(3)7.5 5.08.小明要测量一电源的电动势E 和内阻r ,实验器材有:一只DIS 电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用I 表示),一只电阻箱(阻值用R 表示),一只开关和导线若干.该同学设计了如图14所示的电路进行实验和采集数据.图14(1)小明设计该实验的原理表达式是________(用E 、r 、I 、R 表示);(2)小明在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”),在实验过程中,将电阻箱调至如图15所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω;图15(3)小明根据实验采集到的数据作出如图16所示的1I-R 图象,则由图象求得,该电源的电动势E =________V ,内阻r =________Ω(结果均保留两位有效数字).11图16答案 (1)E =I (R +r ) (2)最大值 25 (3)6.2(6.0~6.4均可) 2.5(2.4~2.6均可) 解析 (1)在闭合电路中,E 、I 、R 、r 几个量之间的关系是E =I (R +r ).(2)为了整个电路的安全,所以开始电流要最小,即电阻箱电阻调到最大值;题图中电阻箱读数为25 Ω.(3)根据E =I (R +r ),推出1I =R E +r E ,再结合1I -R 图象可知:图线的斜率为1E ,截距为r E,解得E =6.2 V(6.0~6.4均可),r =2.5 Ω(2.4~2.6均可).。
实验报告测定电池的电动势和内阻
实验报告测定电池的电动势和内阻实验一:测定电池的电动势实验目的:1.掌握测量电动势的方法。
2.了解不同电池的电动势。
实验器材:1.电池(不同种类)。
2.伏特表。
3.导线。
实验步骤:1.准备电池和伏特表以及适当的导线。
2.将电池的正负极分别与伏特表的正负极连接。
3.打开伏特表,记录下电池的电动势。
实验结果:通过测量,我们得到了不同电池的电动势如下:1.电池A:1.5V2.电池B:1.2V3.电池C:1.3V实验二:测定电池的内阻1.了解测量电池内阻的方法。
2.掌握内阻的计算步骤。
实验器材:1.电源(直流电源)。
2.可变电阻箱。
3.万用表。
4.导线。
实验步骤:1.按照电路图连接电源、可变电阻箱、万用表和电池。
2.打开电源,将可变电阻值设为最小。
3.读取电池端电压和电源端电压。
4.逐渐增大可变电阻的阻值,重新读取电池端和电源端电压。
5.根据电路中的电阻和电压值计算电池的内阻。
实验结果:通过测量,我们得到了电池的内阻如下:1.电池A:0.5Ω2.电池B:0.8Ω3.电池C:1.2Ω通过实验测定,我们得到了不同电池的电动势和内阻。
我们发现不同电池的电动势有所不同,这是由于不同电池的化学反应和材料特性造成的。
同时,我们还发现电池的内阻也有所不同,这是由于不同电池内部结构和电解液阻抗的差异导致的。
实验结论:通过本次实验,我们成功测定了不同电池的电动势和内阻。
电动势是电池在没有负载情况下提供的电压,而内阻则是电池提供电流时的阻抗。
这些参数的测定有助于了解电池的性能和适用范围,并为电池的选用和应用提供参考依据。
测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析
测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析测量电池的电动势和内阻是非常重要的实验,可以帮助我们了解电池的性能和质量。
下面是几种常用的测量方法和其误差分析:一、电动势的测量方法:1.伏安法测量:通过测量电池开路电势和闭合电路后的电流,可以计算出电池的电动势。
这种方法的误差主要来自于电流表和电压表的精度,以及导线的电阻。
为了减小误差,可以使用高精度的测量仪器,并使用低电阻的导线。
2.维尔斯通桥法测量:通过将电池与一个可变电阻和标准电阻组成的维尔斯通桥相连接,调节电阻使两个终端的电压为零,此时电阻的比值等于电池的电动势的比值。
这种方法的误差主要来自于电阻的测量精度。
3.伏安特性曲线法测量:通过测量电池在不同负载下的电流和电压,可以绘制出伏安特性曲线,从曲线中可以读取电池的电动势。
这种方法的误差主要来自于电流表和电压表的精度。
二、内阻的测量方法:1. 电池负载法测量:通过将一个已知电阻连接到电池的输出端,测量电池的开路电压和负载电压,可以由Ohm定律得到电池的内阻。
这种方法的误差主要来自于电阻的测量精度。
2.交流法测量:通过在电池上施加一个交流信号,测量电池输出端的电压和电流的相位差,可以计算出电池的内阻。
这种方法的误差主要来自于交流信号源的稳定性和测量仪器的精度。
误差分析:1.电池的寿命:电池寿命的变化可能导致电动势的变化。
正常情况下,电池的电动势会随着使用时间而降低,因此在测试电动势时应使用新鲜电池。
2.测量仪器的精度:使用较低精度的测量仪器可能导致测量误差,因此在实验中应使用精度较高的电流表、电压表和电阻表。
3.温度效应:温度的变化可能会影响电池的电动势和内阻。
因此,在测量过程中,应注意控制温度的变化,并在实验室中保持稳定的温度。
4.测量环境:测量环境中的其他电磁干扰可能会对测量结果产生影响。
因此,在实验中应尽量减小电源和其他电器设备的干扰,并在静音的实验室中进行测量。
总结:测量电池的电动势和内阻是一项复杂的实验,需要注意许多因素来减小误差。
测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析
测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析测量电池的电动势和内阻是电池性能测试的重要内容之一,下面将介绍一些常用的方法和误差分析。
一、测量电池的电动势1.伏安法(开路电压法):伏安法是测量电池电动势的最基本方法,即测量电池开路电压。
它通过连接一个高阻抗电压表或万用电表,使电流接近于零,测量电池两端的电压。
误差分析:(1)电池内部的自放电会造成电压降低,导致伏安法测量的电动势略低于实际值。
(2)测量电池开路电压时,由于接触电阻的存在,会产生一定的电压降低。
2.极化电压法:极化电压法是通过给电池加上一个额外的负载电压,使其工作在一个已知负载点上,测量电池两端的电压来计算电动势。
误差分析:(1)额外的负载电压会造成电池内阻发生变化,从而影响电压的测量,引入了一定的误差。
(2)由于电池的极化现象存在,所加负载电压过大会导致电池的电压降低。
3.循环伏安法:循环伏安法是通过对电池施加一个周期性变化的电压,测量电池的电流和电压变化,从而计算电池的电动势。
误差分析:(1)电池的内阻会影响电压和电流的波形,对测量结果造成影响。
(2)由于测量电流时,电路中会引入一定的电压降,需要对结果进行修正。
二、测量电池的内阻1.测量短路电流法:测量短路电流法是通过将一个低电阻接入电池正负极,测量通过电路的短路电流,从而计算出电池的内阻。
误差分析:(1)电池的内阻会随着其电池放电量和温度的变化而变化,导致测量结果不准确。
(2)测量短路电流时,由于接触电阻的存在,会产生一定的电压降低。
2.变阻器法:变阻器法是通过调节电阻的大小,使电池工作在不同负载下,测量电压和电流的变化,从而计算电池的内阻。
误差分析:(1)由于电池的极化现象存在,所加负载电阻过大会导致电池电压降低,影响结果的准确性。
(2)变阻器本身的阻值容易受到温度和负载电流的影响,需要进行合适的校准。
综上所述,测量电池的电动势和内阻的方法有很多种,每种方法都存在一定的误差。
正确选择合适的方法和进行相应的误差分析可以提高测量结果的准确性。
2.9测定电池的电动势和内阻.
电学实验专题分析——测电源的电动势和内阻高二物理组董新涛教材中测定电源电动势和内阻的实验是运用电流表和电压表等实验器材完成的.而2006年教育部考试中心颁发的《物理考试大纲》将原“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”改为“测定电源的电动势和内阻”.虽然只删减几个字,但这预示高考中该实验的方法不再拘泥于课本,要创新、要多样化.这对我们的能力要求将更高.一、伏安法(U-A法这是课本上提供的常规方法。
基本原理是利用全电路欧姆定律,即U=E—Ir,测出路端电压及电路中的总电流,用解方程组的办法求出电动势和内阻.原理图如图l所示,实验基本器材为电压表和电流表.改变不同的R值,即可测出两组不同的U和I的数据,有① ②由①②式得:多测几组U、I数据,分别求出每组测量数据对应的E,r值,最后求出平均值.还可以用图象确定电池的电动势和内电阻.由U=E—Ir知,对于确定的电池,E,r 为定值,U是r的一次函数,U与I的对应关系图象是一条直线.由于实际实验中数据采集范围的限制以及作图的规范,使得这个实验的U—I图线的纵轴起点一般并不是零.它既不符合作图要求,又难找出图线与横轴的关系.一般说来纵轴的起点要视电压的实验值(最小值而定,但图线与横轴的交点不再是短路电流了.常在这里设考点,值得引起注意.这样一来就不能从图线上得到短路电流,。
在这种情况下一般是从图线上任取两点A、B,利用A、B两点的数值求得图线的斜率以获得电源电阻r的值.如图2所示.r的数值应是当然,也可以是其中U0是纵轴的起点值,I0是此时横轴的截距.注意.这里的I0并不是短路电流I短误差分析伏安法测定的E、r是偏大还是偏小问题伏安法测E、r的方法有安培表内接法和安培表外接法.由于安培表和伏特表有内阻,依据闭合电路欧姆定律测出的E、r势必存在误差.(1安培表的内接法误差分析:方法I:表达式分析法.图3安培表内接法(见图3,令电池的电动势和内电阻的测量值分别为,真实值分别为E、r.若不考虑电表内阻的影响,列出如下方程:联立两式解得:(1)(2)若设伏特表内阻为,考虑伏特表的分流影响,列如下方程:联立两式解得:(3)(4)将上述结果的(1)、(3)联立,并将(3)的分子、分母同除以,解得:(5)将上述结果的(2)(4)联立,并将(4)的分子、分母同除以,解得:(6)由(5)知,,即,说明电动势的测量值小于真实值。
电池的电动势和内阻的测量
电池的电动势和内阻的的测量辽宁科技大学材冶学院 材控2011-1班吴迪 120113207048摘要电动势和内阻是干电池的两个基本参数,对其进行精确测量有实际意义,就箱式电位差计测量干电池电动势和内阻的实验设计及精确测量给出了一个解决方案.在用电位差计测干电池的内阻时,关键在于变换电阻的取值,其取值与电流的标准化有关.关键词 干电池;电动势 内阻 正文普通测量电动势的方法有伏安法、伏阻法、安阻法、等效法等多种方法,伏安法是用电压表直接接至干电池两端时,由于电池的内阻不为零,流经电压表的电流在电池内部产生的内压降,电压表测得不是电池的电动式。
只有当电池的内部没有电流时,电池两端的电压才等于电动式。
无电流通过电池时,电压表示值为零。
因为从原理上不可能用电压表测量干电池的电动式。
所以为了更准确的测量干电池的电动势用电位差计补偿法。
本次试验就采用更为精确的实验方案:箱式电位差计测量干电池的电动式和内阻。
电势差计是一种电势差测量仪器.它的工作原理直观性较强,有一定的测量精度,便于学习和掌握,而且箱式电势差计是测量电势差的专用仪器,使用方便,测量精确度高,稳定性好.本实验讨论箱式电势差计测量电池的电动势和内阻的原理和方法.一、实验目的1.掌握用电势差计测量电动势的原理; 2.测量干电池电动势和内阻. 3. 掌握电位差计的使用方法二、实验原理在图1的电路中,设E 0是电动势可调的标准电源,Ex 是待测电池的电动势(或待测电压Ux ),它们的正负极相对并接,在回路串联上一只检流计G ,用来检测回路中有无电流通过。
设E 0的内阻为r 0;Ex 的内阻为rx 。
根据欧姆定律,回路的总电流为:)1(00RR r r E E I g x x+++-=图1 补偿原理x如果我们调节E 0使E 0和Ex 相等,由(1)式可知,此时I =0,回路无电流通过,即检流计指针不发生偏转。
此时称电路的电位达到补偿。
在电位补偿的情况下,若已知E 0的大小,就可确定Ex 的大小。
测定电池电动势和内阻的七种方法
测定电池电动势和内阻的七种方法一.利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻(伏安法)①实验原理:由闭合电路欧姆定律,设计如图1所示的电路,改变滑动变阻器R的阻值,测几组不同的I、U值,获得实验数据。
②数据处理:联立方程组用公式法(逐差法)求出电池电动势和内阻。
也可以画出关系图象,图线纵截距为电源的电动势E、斜率的绝对值为电源的内阻r,图线横截距为短路电流。
二.利用电压表和电阻箱测定电池电动势和内阻(伏阻法)实验原理:由闭合电路欧姆定律,设计如图9所示电路,改变电阻箱R的阻值,测得几组不同的R、U值,获得实验数据。
数据处理:可以联立方程组,利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
也可以画出图象,如图10所示,据变形得:。
由图象可得:图线纵截距的倒数为电源的电动势,图线横截距倒数的绝对值为电源的内阻,图象的斜率,即。
三.利用电流表和电阻箱测定电池电动势和内阻(安阻法)实验原理:由闭合电路欧姆定律,设计如图13所示电路,改变电阻箱R的阻值,测得几组不同的R、I值,获得实验数据。
数据处理:可以联立方程组,利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
也可以画出图象,如图14所示,据变形得:。
由图象可得:图线斜率为电源的电动势E,纵截距的绝对为电源的内阻r(不计电流表内阻),图线横截距为。
还可以画出图象,如图15所示,由E=I(R+r)变形得:。
由图象可得:图线斜率为电源的电动势E的倒数,纵截距为b=,则r=bE,横截距的绝对值为电源的内阻。
四.利用两只电压表测定电池电动势和内阻(伏伏法)实验原理:测量电路如图22所示,断开S时,测得两电压表的示数分别为;再闭合S,测得电压表V1的示数为,获得实验数据。
数据处理:联立方程组,利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
五.利用两只电流表测定电池电动势和内阻(安安法)实验原理:测量电路如图24所示,闭合S时,测得两电流表的示数分别为,调节滑动变阻器改变R,测得几组不同的电流值,获得实验数据。
实验14:测定电动车电池的电动势和内电阻
实验14:测定电动车电池的电动势和内
电阻
实验背景:
电动车电池是电动车的重要组成部分,了解其电动势和内电阻情况对于车辆的性能和续航有很大的帮助。
本实验旨在通过测量电动车电池的电动势和内电阻,了解电动车电池的性能情况。
实验步骤:
1.使用万用表测量电动车电池的开路电动势,记录下来。
2.连接一个已知电阻的电路并测量电动车电池在这个电路中的电流,记录下来。
3.通过欧姆定律计算出电动车电池在这个电路中的内电阻。
4.根据所得数据计算出电动车电池的电动势和内电阻。
实验数据处理:
1.根据万用表测量出的开路电动势和所使用的电路计算出电动车电池的电动势。
2.根据欧姆定律计算电动车电池在电路中的内电阻。
实验注意事项:
1.电路连接要牢固可靠,避免接触不良。
2.测量数据时要注意精度,尽量减少误差。
实验结论:
本实验通过测量电动车电池的电动势和内电阻,了解了电动车电池的性能情况。
进行实验时要注意实验操作的细节,尽量减少误差。
实验结论对于电动车的性能和续航有很大的帮助。
测定电池电动势和内阻的七种方法
测定电池电动势和内阻的七种方法1.电动势比较法:这是一种比较电动势的方法。
通过将待测电池和一个已知电池连接在一起,将它们送入一个回路中,然后测量回路中的电流。
通过调节待测电池两端的电动势,使得待测电池产生的电流与已知电池产生的电流相等,从而求得待测电池的电动势。
2.开放电路法:这种方法是通过将待测电池和一个已知电阻连接在一起组成一个开放电路,然后测量待测电池两端的电压和电流,进而求得电动势和内阻。
根据基尔霍夫定律和欧姆定律,我们可以得到电动势和内阻的方程式。
3.闭合电路法:这是另一种测量电动势和内阻的方法。
通过将待测电池和一个已知电阻连接在一起组成一个闭合电路,然后测量待测电池两端的电压和电流,根据欧姆定律和基尔霍夫电压定律,求得电动势和内阻。
4.变阻法:这种方法是通过改变电路中的电阻,测量不同电阻下的电流和电压,然后利用欧姆定律计算电动势和内阻。
通常会选择多个已知电阻进行测量,以提高测量结果的准确性。
5.线性回归法:这种方法是通过对测量得到的电池负载电流和电池两端电压进行线性拟合,从而得到电动势和内阻。
线性回归法可以用来处理多组不同电流下的测量数据,得到更准确的结果。
6.纹波法:这种方法是通过在电路中加入一个小电容和一个电感,然后测量电池两端的纹波电压和电流。
通过分析纹波电压和电流之间的相位差和振幅比,可以求得电动势和内阻。
7.相移法:这种方法是通过测量电子元件的两端电压和电流之间的相位差,从而得到电动势和内阻。
通过改变测量频率,可以得到不同频率下的相位差,进而求得电动势和内阻。
这些方法各有特点,适用于不同的实际情况。
在实际测量中,需要根据需要采用合适的方法,并结合仪器设备进行测量。
实验指导教案:测量电池的电动势和内阻
实验指导教案:测量电池的电动势和内阻在学习电学的课程中,我们需要了解电池的电动势和内阻。
在本次实验中,我们将会探究在电路中如何测量电池的电动势和内阻。
实验目的1.了解电池的电动势和内阻的概念2.掌握测量电池电动势和内阻的方法及操作步骤3.探究电池的电动势和内阻对电路的影响实验原理电池的电动势是指单位电荷由负极移向正极时所做的功,在国际单位制中通常用伏特(V)表示,电动势的公式为: E=V+lR;其中E为电动势,V为内阻I为电流。
内阻是指电池内部电源与电路外部负荷电阻之间的电阻,其大小通常用欧姆(Ω)表示。
测量电池电动势和内阻的方法1.量电池的电动势实验步骤如下:(1) 用万用表的直流电压档测量电池的电动势。
将电池的正极和负极分别连接到万用表的正、负输入端,用红黑测试笔连接。
(2) 测量电池在连续负载时的电压。
连接电池和电阻网络、电压表和安培表,按照电路图连接电路。
将电压表并联在电阻上,将安培表串联到电路中,记录电压和电流的读数,计算电路中的电阻。
(3) 计算电池的内阻。
应用欧姆定律U=IR,欧姆定理R=V/I。
2.测量电池的内阻实验步骤如下:(1) 使用万用表或反光法测量电池的电动势与分圆电阻。
将测试圆电阻连接到电池的正负极上,分别读取电压和电流,根据欧姆定律U=IR计算电池内阻。
(2) 将电池连接到一定电阻的电路中。
根据电路图连接电路,将电阻替换为一根变阻器。
(3) 测量电路的电流和电压。
读取电流与电压的数值,计算电路的电阻。
(4) 根据上述计算结果计算出电池内阻:R = R总 - R负载其中,R总为电路总电阻,R负载为负载电阻。
实验结果根据电路图连接实验所需的设备,完成电路搭建,并记录测量数据。
根据记录结果计算得出电池的电动势和内阻,确认测量结果的准确性。
实验总结电池的电动势和内阻对电路的影响很大,需要通过实验方法进行测量和分析。
熟练掌握测量电池电动势和内阻的实验方法,能够夯实学习电学的基础知识,从而更好地理解电路学习的核心概念。
测定电池的电动势和内阻
要点·疑点·考 点
三、测定电源的电动势和内电阻.
(1)根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir,本实验电 路有两种如图甲、乙所示,
图甲
图乙
11
要点·疑点·考 点
甲图中电压表的示数是准确的,电流表的 示数比通过电源的实际电流小,所以本实验的 系统误差是由电压表的分流引起的.E测<E真,r 测<r真,为了减小这个误差,电阻R的取值应小 一些,所用电压表的内阻应大一些.乙图中测量 的结果是E测=E真,r测>r真,误差来自电流表, 应选用内阻较小的电流表.
3
要点·疑点·考 点
3.表头的满偏电流Ig直接从刻度盘 上读出.满偏电压:Ug=Igrg再根据rg、Ug 和扩大后的量程,计算出需要给电流表 串联的电阻R1的值.
4
要点·疑点·考 点
用图10-5-1(b)图把改装的电压表和标准电压 表进行校对.校对要每0.5V校对一次,所以电压要 从0开始逐渐增大,因此必须选用分压电路.
39
18
能力·思维·方 法
(1)电路中滑动变阻器R起什么作用? (2)在校核中,测得标准表的读数为6V,而 改装表的读数却为5.9V,那么改装的电压表相 对于满刻度的百分误差为多少?
19
能力·思维·方 法
【解析】(1)变阻器R起分压作用,能达到在对不 同的电压进行校准的目的.
(2)改装表相对于满刻度的百分误差为: |U标-U|/U标×100%=|6-5.9|/6×100%=1.67%
14
要点·疑点·考 点
3.注意事项: (1)开、关机前亮度都要调到最小状态. (2)静止的亮斑时间不宜过长. (3)输入电压不宜过大,最大衰减状态下 也不能大于400V. (4)尽量闭免频繁的开、关机. (5)机壳接地.
实验电池电动势和内阻的测量
实验:电池电动势和内阻的测量知识点:实验:电池电动势和内阻的测量一、测定电池电动势和内阻的实验方案设计1.伏安法:由E=U+Ir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,用到的器材有电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表,电路图如下图所示.2.伏阻法:由E=U+r知,如果能得到U、R的两组数据,列出关于E、r的两个方程,就能解出E、r,用到的器材是电池、开关、电阻箱、电压表,电路图如下图所示.3.安阻法:由E=IR+Ir可知,只要能得到I、R的两组数据,列出关于E、r的两个方程,就能解出E、r,用到的器材有电池、开关、电阻箱、电流表,电路图如下图所示.二、实验操作与数据分析1.实验步骤(以伏安法为例)(1)电流表用0~0.6 A量程,电压表用0~3 V量程,按实验原理图连接好电路.(2)把滑动变阻器的滑片移到一端,使其接入电路中的阻值最大.(3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显的示数,记录一组数据(I1、U1).用同样的方法测量几组I、U值.(4)断开开关,整理好器材.(5)处理数据,用公式法或图像法求出电池的电动势和内阻.2.数据分析(1)公式法依次记录的多组数据(一般6组)如表所示: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,求出它们的平均值作为测量结果.E=,r=.(2)图像法①根据多次测出的U、I值,作U-I图像;②将图线两侧延长,纵轴截距的数值就是电池电动势E;③横轴截距(路端电压U=0)的数值就是短路电流;④图线斜率的绝对值等于电池的内阻r,即r==,如下图所示.三、注意事项与误差分析1.为使电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表.2.实验中不能将电流调得过大,且读数要快,读完后立即切断电源,防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化.3.当干电池的路端电压变化不很明显时,作图像时,纵轴单位可取得小一些,且纵轴起点可不从零开始.如下图所示,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,内阻要在直线上取较远的两点用r=||求出.4.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U-I图像时描点不准确.(2)系统误差:主要原因是电压表的分流作用,使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些.U越大,电流表的读数与总电流的偏差就越大,将测量结果与真实情况在U-I 坐标系中表示出来,如下图所示,可见E测<E真,r测<r真.技巧点拨一、选择仪器时注意掌握的原则1.安全性原则,即一定要保证仪器的安全,对电表来讲不超量程,对滑动变阻器来讲不能超其额定电流.2.精确性原则,即要保证测量时读数精确,对电表来讲在不超量程的前提下,尽量选用小量程的,对欧姆表来讲尽量让指针指在中值刻度附近.3.方便性原则,此原则主要针对滑动变阻器来讲,在滑动变阻器控制电路时,电路的电压、电流的变化范围要尽可能大,以便获取多组测量值.二、伏阻法测电动势和内阻1.电路图:如图甲所示2.实验原理:E=U+r3.数据处理(1)计算法:由解方程组可求得E和r.(2)图像法:由E=U+r得:=+·.故-图像的斜率k=,纵轴截距为,如图乙.图甲图乙三、安阻法测电动势和内阻1.电路图:如下图所示.2.实验原理:E=IR+Ir.3.数据处理(1)计算法:由解方程组求得E,r.(2)图像法:由E=I(R+r)得:=R+,可作-R图像(如图甲)-R图像的斜率k=,纵轴截距为又R=E·-r,可作R-图像.(如图乙)R-图像的斜率k=E,纵轴截距为-r.例题精练1.(蚌山区校级模拟)测定某种特殊电池的电动势和内阻。
第九章 实验十一 测电池电动势和内阻-2025高三总复习 物理(新高考)
实验十一测电池电动势和内阻一、实验目的1.理解伏安法测电源电动势和内电阻的实验原理及有关事项。
2.掌握安阻法、伏阻法测电源的电动势和内电阻的实验原理及有关事项。
二、实验原理、操作及数据处理1.基本方法——伏安法(1)原理:闭合电路欧姆定律E =U +Ir利用测得的U 、I =U 1+I 1r =U 2+I 2r计算出电动势、内阻。
(2)电路图(图甲)与实物图(图乙)(3)操作要领①连线路:按原理电路图连接电路,注意电流表、电压表接线柱的正负及量程。
②滑动变阻器:闭合开关前,滑片位于连入阻值最大的位置。
学生用书第200页③测量:调节滑动变阻器的滑片,测量多组U 、I 值。
④整理器材。
(4)数据处理=U 1+I 1r =U 2+I 2r解出多组E 、r 值,并分别计算其平均值。
②图像法:如图所示。
a .图线与纵轴交点为电源电动势E 。
b .图线斜率的绝对值为内阻r 。
2.创新方法:安阻法、伏阻法、等效电源法(1)安阻法①原理:如图甲所示,用一个电流表和一个电阻箱组合测量,E =I (R +r ),此种方法使测得的电动势无偏差,内阻偏大。
若已知电流表A 的阻值可消除测量内阻的系统误差。
②数据处理a .公式法:E =I 1(R 1+r ),E =I 2(R 2+r ),由此可求出E 和r 。
b .图像法:由E =I (R +r )变形得1I =r E +1E ·R ,则1I -R 图像是一条如图乙所示的直线,直线在纵轴的截距为b ,斜率为k ,则有E =1k ,r =bk。
(2)伏阻法①原理:如图丙所示,用一个电压表和一个电阻箱组合测量,E =U +UR r ,此种方法测得的电动势和内阻均偏小。
②数据处理a .公式法:E =U 1+U 1R 1r ,E =U 2+U2R 2r ,由此可求出E 和r 。
b .图像法:由E =U +U R r 变形得1U =1E +r E ·1R ,可见1U -1R 图像为一条直线,如图丁所示,直线的斜率k =r E ,纵轴截距b =1E 。
- 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、"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、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)。
一、用电压表和电流表(U、I法)
(4)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.这样可使偶然误差得到部分抵消,提 高精确度. (5)计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用公 式计算出电源的内阻 r. 4.误差分析:
(1)电压表的分流 (2)若电流表外接, 会造成很大的误差
截距即为电动势的值,图线斜率的绝对值即为内阻 r 值
一、用电压表和电流表(U、I法)
2.实验步骤
(1)电流表用 0.6 A 量程,电压表用 3 V 量程,按图连接 好电路. (2)把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端. (3)闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显的示数,记 录一组数据(I、U),用同样方法测量几组 I、U 值,记 录在表格中. (4)断开开关,整理器材. (5)处理数据,用公式法或作图法求出电源的电动势和 内阻的阻值.
R
变电阻箱的阻值就能得到 R、U 数据,利用两组数
据就能求得 E、r
(3)误差分析:电压表的内阻
总结:
UI 法 IR 法 UR 法
公式:
误差:
E=U+Ir
电压表的分流
E=IR+Ir
电流表的内阻
电压表的内阻
U E U r R
图像:
1.如图所示是根据某次实验记录数据画出的U-I图
象.下面关于这个图象的各种说法正确的是 A.电源电动势为3V B.短路电流为0.6A C.电池内阻为5Ω
二、用电流表和电阻箱(I、R法)
(1)电路图:
(2)原理:根据闭合电路的欧姆定律得 E=IR+Ir,改 变电阻箱的阻值就能得到 R、I 数据,利用两组数据 就能求得 E、r
(3)误差分析:电流表的内阻
一、用电压表和电阻箱(U、R法)
(1)电路图:
U r,改 (2)原理:根据闭合电路的欧姆定律得E=U+—
U(V) I(A) 1.2 0.10 1.0 0.17 0.8 0.23 0.6 0.30
①R0 的作用是 ; ②用作图法在坐标系上作出 U-I 图线; ③利用图线,测得电动势 E= V,内阻 r= Ω。(结果保留两位有效数字)
R V
E r
A
S R0
6.利用如图所示的一个电压表、一个电阻箱和一个电 键,测量一个电池组的电动势和内阻。在虚线框内画 出实验电路图,并用笔画线做导线将所给器材连接成 实验电路。
7.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 Ω,可当标准电阻用) 、一只 电流表(量程 Ig=0.6 A,内阻 rg=0.1 Ω)和若干导线。 (1)请根据测定电动势 E 和内阻 r 的要求,设计图中器件 的连接方式,画线把它们连接起来。 (2)开关闭合前,调节电阻箱 R 的阻值调至____________ (填“最大值”、“最小值”) . (3)将开关 S 闭合,逐渐调节 R 使电流表指针有足够的 偏转,记下此时_____________和________________
高中物理
选修3-1
实验
测定电池的电动势和内阻
一、用电压表和电流表(U、I法)
1.实验原理
(1)公式法:如图所示,改变 R 的阻值,从电压表和电流表中 读出几组 U、I 值,利用 E=U+Ir 求出几组 E、r值,最后分 别算出它们的平均值. (2)作图法: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.如图所示,所得直线的纵
4.①用伏特表、安培表测定电池电动势和内阻实验,采用的是 下列 电路图.
A V R E,r A A S V E,r B S R R R S A V E,r D
A S
V E, r C
②某同学将 V A 测得的数值逐一描绘在坐标纸上,再根 据这些点分别画出了图线a与b,你认为比较合理的是图线 ____(填a或b).
一、用电压表和电流表(U、I法)
3.注意事项 (1)为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻应大 些(选用已使用过一段时间的干电池). (2)电池在长时间通大电流时,电动势 E 会明显下降,内 阻 r 会明显增大,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.
1.6 1.4 1.2 1.0 0 0.1 0.2 0.3 a 0.4 0.5
I/ A
U/A
1.6 1.4 1.2 1.0
U/A
b
0 0.1 0.2 I /A 0.3 0.4 0.5
③根据该图线得到电源电动势的大小是______V;内阻是 ______Ω(结果保留两位小数).
5.如图所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电 路中接一阻值为 2Ω 的电阻 R0,通过改变滑动变阻器,得到 几组电表的实验数据:
D.电池内阻无法确定
2.在测量电池的电动势和内阻的实验来自,待测电池、 电键和导线,配合下列仪器,不能达到实验目的的是
A.一个电流表和一个电阻箱
B.一个电压表和一个电阻箱
C.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器
D.一个电流表和一个滑动变阻器
3.某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的其 它器材有: A.电压表V:0~3~15V B.电流表A:0~0.6~3A C.变阻器R1:(20Ω,1A) D.变阻器R2:(1000Ω,0.1A) E.电键S和导线若干 ①实验中电压表应选用的量程为 (填0~3V或0~15V);电流表 应选用的量程为 (填0~0.6A或0~3A);变阻器应选用 ; ②根据实验要求连接实物电路图; ③实验测得的6组数据已在U—I图中标出,如图所示.请你根据数 据点位置完成U—I图线,并由图线求出该电池的电动势E=___V, 电阻r=____Ω.
8.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还 包括定值电阻(R0=5 Ω)一个,开关两个,导线若干,实验原理图如图甲. (1)在图乙的实物图中,已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接. (2)请完成下列主要实验步骤: A.检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图丙所示,读得电阻 值是________ B.将开关 S1 闭合,开关 S2 断开,电压表的示数是 1.49V. C.将开关 S2 ________,电压表的示数是 1.16V;断开开关 S1 (3)使用测得的数据,计算出干电池的内阻是__________(计算结果保留两位 有效数字). (4) 由 于 所 用 电 压 表 不 是 理 想 电 压 表 , 所 以 测 得 的 电 动 势 比 实 际 值 偏 __________(填“大”或“小”).