与名师对话·高三课标版物理7-5实验测定电源电动势和内阻

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1、闭合电路欧姆4．作图法数据处理，如图所示．E三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔．四、实验步骤1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图甲连接好电路．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)．用同样方法测量几组I、U值．填入表格中．4．断开开关，拆除电路，整理好器材．五、数据处理本实验中数据的处理方法：一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法.方法一：取六组对应的U、I数据，数据满足关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r……让

2、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的大小．六、误差分析1．偶然误差(1)读数不准和电表线性不良引起误差．(2)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差．(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．2．系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．(1)如右图甲电路：在理论上E＝U＋(Iv＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压．而实验中忽略了通过电压表的电流Iv而形成误差(如图乙中虚线段)，而且电压表示数越大，Iv越大．乙丁丙七、注意事项1．为了使

3、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干电池．2．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0.3A，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E、r值再求平均值．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

4、，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．不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻．八、实验改进1．用一个电流表和电阻箱测量，电路如右图，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．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U－I图象，

5、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，请在图甲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U－I图象如图乙中(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”“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2500Ω时，该电源的输出功率P＝________mW.(均保留三位有效数字)[尝试解答]①测电池的电动势和内阻的

6、基本实验原理就是闭合电路欧姆定律，即U＝E－Ir.②电压表视为理想电表，其不分流，电压表测电源的路端电压，电流表测电路的总电流，误差较小．③在U－I图象中图线与U轴的截距大小等于电源电动势的大小，图线的斜率大小等于电源的内阻大小，即由图象可知，四条线与U轴的截距相等，即电动势不变，而图线的斜率依次变大，电源的内阻增大；本题考查伏安法测电源电动势和内阻，要求学生能正确选择电路(内、外接法的选择)，并能够根据图象求解电源的电动势和内阻，计算出在电源上接入某电阻时的输出功率，看似简单，却很容易出错；如果不明确内、外接法的误差特点，很难在两种接法中作出正确选择，这就要求我们在平

7、时学习中不能放过任何一个细节，对知识要理解透彻.A．闭合S1，S3拨向1，读出电压表的示数为U0，电流表的示数为I0B．S3拨向2，读出电压表的示数为U1C．闭合S2，S3仍拨向2，读出电压表的示数为U2，电流表示数为I2D．整理器材，计算电池的电动势E和内阻r所测得的物理量的符号求出电池的电动势E＝________，内阻r＝________.(对应学生用书P153)外推法在处理实验数据上的应用有些物理量可以局部观察或测量，作为它的极端情况，不易直接观测，如果把这局部观察测量得到的规律外推到极端，可以达到目的．例如在测电源电动势和内电阻的