高中物理第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路第3节测量电源的电动势和内电阻课堂互动

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1、第3节测量电源的电动势和内电阻课堂互动三点剖析一、用伏安法测电源£和r的注意事项1.使用内阻大些（用过一段时间）的干电池，在实验中不要将/调得过大，每次读完〃、I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.厂明显变化.2.在画沪/图象吋，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，而不要顾及个别离开较远的点，以减小偶然误差.3.干电池内阻较小时，〃的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图4-3-4甲所示的状况，下部分大而积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图4-3-4乙所示，纵坐标不从零开始，把

2、纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些.此时图线与横轴交点不表示短路电流，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用z-l乂I计算出电池的内阻r.M00」0.20.30.40.50.6//AO0.10.20.30.40.50.6//A甲乙图4-3-44.在利用沪/图线求厂时，一定要弄清楚在你面前的沪/图线的纵坐标是否是从零开始的,FF-IJ如果从零开始，则，=上，如果不是从零开始，则于=三二仏.【例11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范围为0〜20Q,连接电路的实物图如图4-3-5所示.

3、图4-3-5（1）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（2）在下面方框里画出这个实验的正确电路图.解析：(1)在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路了，滑动头没有接，所以移动变阻器滑动端时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，所以A项应选•直流电表只允许电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出，图中电流表的正、负接线柱接对了，所以选项B不选•图中电源由一节干电池充当，电动势是1.5V,所以电压表的量程应选用0〜3V,图

4、屮连接是止确的，所以选项C不选.图屮把电压表直接和电池两端并联，这样即使将开关断开，电压表仍有示数，即开关不能控制通过电压表的电流，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，选项D应选.答案：(1)AD(2)这个实验正确的电路图应该如图4-3-6所示.二、实验误差与误差分析1.图4-3-7所示的电路存在的系统误差的分析：这里由于电压表分流1,使电流表示数1小于电池的输出电流/真，"=/+人，而,〃越大，厶越大，它们的关系可用图4-3-8表示.实测的图线为/〃，经过厶修正后的图线为川B,可看出/矽的斜率绝

5、对值和在纵轴上的截距都小于Af〃的斜率绝对值和在纵轴上的截距，即实测的F和厂都小于真实值.对此也可由电路来解释：若把图4-3-7的朮和电流表看成外电路，则电压表可看成内电路的一部分，故实测出的是电池和电压表这个整体等效的“和E电压表和电池并联，故等效内阻“小于电池内阻厂真.外电路断开时，臼、力两点间电压弘即等效电动势龙此时电压表构成回路，故真,即E

6、小，所以在/很小时，A〃趋于零，/增大，A〃也增大，理论值与测量值的差异如图4-3-10所示.由图可知：E妒E心（内阻测量误差非常大）.——H——图4-3-91.如何减小实验误差（1）合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，电压表选取0〜3V,电流表选取0〜0.6A量程.（2）一般不采用解方程组的方法处理数据，太麻烦，如果采用的话，在连续得到的六组数据中，第一和第四，第二和第五，第三和第六，分别组成方程组，如：E=5+Vj£={/2+I2rj£=C/34-/3rE=U"V[E=U5+I5r[E=(/6+/6r分别解

7、出E、r,再取平均值作为测量结果.（3）一般采用图象法处理数据，描点时，距离大多数点的距离远的点，一定要舍掉，相当于数据不合理点，以减小偶然误差.【例2】某同学在做测定电源的电动势和内电阻的实验屮，用同一套器材采用如图4-3-11中甲、乙所示的两种不同电路进行测量，并在同一坐标系中作出了两次测定的旷/图线如图4-3-11中丙所示，图中的C点与〃点很接近，试问：图4-3-11（1）图线弭〃是按哪种电路的测量作出的？（2）电池的电动势、内电阻的真实值是多少？（3）电流表的内阻是多少？解析：（1）由于根据皿图线所推导出的电源电动

8、势和内电阻的测量值均小于根据图线AB所推导出的测量值，故可断定血/图线是根据乙图所示的电路所得测量值而作出的.（2）由于利用乙图所示电路而得到的电源电动势测量值与电动势的真实值相等，故电池的电动势的真实值为43.0V.由图线可知I^=E/^4.0A,所以电池内阻的真实值为厂占Z短二3.0/4.0Q=0.