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1、恒定電流恒定電流第八章實驗十測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗十測定電源的電動勢和內(nèi)阻1 1基 礎(chǔ) 知 識 梳 理基 礎(chǔ) 知 識 梳 理2 2核 心 考 點 突 破核 心 考 點 突 破3 32 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理 一、實驗目的 1掌握用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法。 2掌握用圖象處理實驗數(shù)據(jù)的方法。 3掌握實物圖連接的技巧。 二、實驗原理 如圖甲所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組E、r值，最后分別算出它們的平均值。 此外還可以用圖象法來處理數(shù)據(jù)，即在坐標紙上以I為橫坐標，U為縱坐標，用測出

2、的幾組I、U值畫出UI圖象，圖乙所得直線跟縱軸交點即為_的值，圖象的斜率的絕對值即為_的值。電動勢電動勢內(nèi)阻內(nèi)阻r 三、實驗器材 電壓表，電流表，滑動變阻器，干電池，電鍵，導線。 四、實驗步驟 1選擇好電流表、電壓表量程，按圖甲連接好電路。 2把變阻器的滑動片移到一端，使接入電路的阻值最大。 3閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1)，用同樣的方法測量幾組I、U值。 4斷開電鍵時，整理器材。 5處理數(shù)據(jù)，用公式法和圖象法求出電動勢和內(nèi)阻的值。 五、注意事項 1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段時間的干電池)。 2電池在大電流放電時極化現(xiàn)

3、象較嚴重，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，因此實驗中不要將I調(diào)得過大。讀數(shù)要快，每次讀完立即斷電。 3測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組，分別求出E、r值再求平均值。 4畫UI圖象時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點可舍去不考慮，以減小偶然誤差。 5干電池內(nèi)阻較小時，U的變化較小，此時坐標圖中數(shù)據(jù)點將集中在上部，呈現(xiàn)下部分大面積空間得不到利用，為此，可使縱坐標不從零開始，如圖所示，把坐標的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小，此時圖象與橫軸交點不表示短

4、路電流，仍可用r|U/I|計算出電池的內(nèi)阻r。 六、誤差分析 1偶然誤差 (1)由讀數(shù)不準和電表線性不良引起誤差。 (2)用圖象法求E和r時，由于作圖不準確造成的誤差。 (3)測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變化。 2系統(tǒng)誤差 由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導致的誤差。 (1)如圖甲所示，在理論上EU(IVIA)r，其中電壓表示數(shù)U是準確的電源兩端電壓。而實驗中忽略了通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大。 (2)若采用如圖甲所示的電路，IA為電源電流真實值，理論上有EUUAIAr，其中UA不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越大，當電流為零時，UA

5、0，電壓為準確值，等于E。 七、其他方案設(shè)計 以上測量方法一般稱為伏安法，測電源的電動勢和內(nèi)阻還有以下幾種方法： 1安阻法 用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖甲所示，測量原理為：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大。核心考點突破核心考點突破例 1教材原型實驗 考點一 (2)閉合開關(guān)S前，應先將實物圖中的滑動變阻器的滑片移到最_(填“左”或“右”)端，電路中定值電阻R0的作用是_。 (3)閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，測出多組電流表和電壓表的值，作出的UI圖象如圖丙所示，則電池的電動勢E_V，電池的內(nèi)阻r_。 (4)本實驗由于存在系統(tǒng)

6、誤差，使得電動勢的測量值比真實值_(填“大”或“小”)，電池內(nèi)阻的測量值比真實值_(填“大”或“小”)。左左保護電路保護電路3.80.5小小小小 答案：(1)如圖甲所示 (4)將保護電阻等效到電池的內(nèi)阻，電壓表所測電壓為路端電壓，題圖甲中電流表采用內(nèi)接法，故電流表所測電流偏小，作出UI圖線的測量圖線和實際圖線，虛線表示實際圖線，如圖乙所示。 從圖線可看出，電動勢和內(nèi)阻的測量值均小于真實值。類題演練類題演練 1 (1)請你解答下列問題： 圖乙所示電阻箱的讀數(shù)為_，圖丙所示的電壓表示數(shù)為_ V，由此可算出定值電阻R1的阻值為_。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)20.02.805.452.860.264例

7、2實驗拓展創(chuàng)新 考點二 (1)器材： 毫安表的內(nèi)阻為150，滿偏電流為3mA；R1和R2為定值電阻，R1850。若使用a和b兩個接線柱，電壓表量程為15V，則定值電阻R2_； 電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約0.2)； 兩個滑動變阻器，最大阻值分別為10和800，應選最大阻值為_的滑動變阻器。 (2)實驗步驟： 按照原理圖連接電路； 開關(guān)S2撥向c，將滑動變阻器R的滑片移動到最左端，閉合開關(guān)S1； 多次調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，記下相應的電流表的示數(shù)I1和毫安表的示數(shù)I2。400010 (3)數(shù)據(jù)處理： 利用實驗測得的數(shù)據(jù)作出圖乙所示的I2I1圖象； 由圖象得干電池的電動勢E_V，內(nèi)阻r_。(計算結(jié)

8、果均保留兩位小數(shù)) (4)小牛同學認為，可以在作圖象的時候以I2為縱軸，(I1I2)為橫軸，這樣可以從理論上消除由于電壓表分流帶來的系統(tǒng)誤差。請你從實際測量的角度評價一下這樣做有無實際意義(已知電流表A的刻度盤上最小一格是0.02A)。 答案：(4)見解析1.47(1.461.48)0.85(0.810.87) (4)改裝后的電壓表內(nèi)阻為1000，流過電壓表的電流I2I1，故考慮總電流時可忽略I2；且由于電流表刻度盤上最小一格是0.02A，所以10mA數(shù)量級為估讀值，1mA數(shù)量級對于電流表沒有意義，而毫安表本身的讀數(shù)在1mA左右，所以計算(I2I1)沒有必要，從有效數(shù)字的角度來講這樣做沒有意義。類題演練類題演練 2 b1 (3)排除故障后，閉合開關(guān)，改變鱷魚夾P的位置，讀出多組電壓表讀數(shù)U和對應aP間的電阻絲長度L，由測得的數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線，則電源的電動勢E_V(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。應用該實驗中的數(shù)據(jù)_(填“能”或“不能”)測出該電源的內(nèi)阻r。2.94不能不能