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1、实验：测定电池的电动势和内阻,学习目标：1.了解并掌握测定电池的电动势与内阻的原理 2掌握实验方法，并学会处理实验数据重点难点：掌握实验原理，合理处理实验数据易错问题：数据处理,一、实验目的1进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用2学会用伏安法测电池的电动势和内阻3学会利用图象处理实验数据,二、实验原理1原理图如图291所示,图291,2原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r.即 联立求解可得,三、实验器材被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等,四、实验步骤1确定电流表、电压表的量程
2、，按图291所示电路把器材连接好，如图292所示图292,2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，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值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从UI图象中找出E和r.,一、测量数据处理方法1代数法：运用解方程组求解E和r.为了减小实验的偶然误差，应该利用U，I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值,2图象法对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I，UI图象应该是一条直线，这条直线与纵轴的交点表示电源的电动势，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻,二
3、、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大一些，实验中不要将I调得过大；读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化2在画UI图象时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去，这样可减小偶然误差，提高测量精确度,3干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图293甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，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r计算
4、出电池的内阻r.,图293,三、误差分析造成误差的主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大作图不准确会造成偶然误差采用课本图2.91电路时E测E真，r测r真，如图294所示,图294,四、测电源E、r的几种方法与电路连接,(2010年常熟高二检测)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待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.0)B电流表G(满偏电流Ig3 mA，内阻Rg10),例1,C电流表A(00.6 A，内阻0.1)D滑动变阻器R1(020，10 A)E滑动变阻器R2
5、(0200，1 A)F定值电阻R0(990)G开关和导线若干,(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，于是他设计了图295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的进行测量，滑动变阻器应选_(填写器材的字母代号)(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的I1I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可得被测电池的电动势E_ V，内阻r_.,图295,【解析】(1)电路a中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0.6990.1 V594 V，而电源电动势仅约为1.5 V，所
6、以电路a不合理，电路b合理，电源的内阻较小，又滑动变阻器采用限流式改变电路，所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便,(2)根据实验原理可知电流表G的读数乘以(10990)，即为电路的路端电压，所以图线在纵轴上的截距乘以(10990)1 000，可得电源电动势E1.481031 000 V1.48 V；从图线上取两点得电池的内阻,【答案】(1)bD(2)1.48(1.471.49均正确)08(0.780.82均正确),(2009年高考海南卷)图296甲是利用两个电流表A1和A2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R1和A1内阻之和为10 000(比r和滑动变
7、阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表,例2,图296,(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线(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A1和A2的示数I1和I2，多次改变滑动端c的位置，得到的数据为在图297所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线,(4)利用所得曲线求得电源的电动势E_ V，内阻r_.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流Im_ A.图297,【答案】(1)连线如图298甲所示(2)(3)(4)(5)见解析图298
8、,1在用图299甲所示的电路测电池电动势和内电阻时，由于电压表的分流作用造成系统误差，图299乙所示的UI图象中有两条直线AB和AB，其中一条是根据实测数据画出的直线，另一条是修正电压表分流所引起的误差得到的直线，由图可知，正确的是(),图299,AAB是根据实测数据画出的直线BAB是根据实测数据画出的直线C路端电压U越大，通过电压表的电流越大D由于电压表的分流作用，使电池电动势和内电阻的测量值都小于真实值答案：ACD,2在用伏安法测定电池的电动势和内阻的实验中，图2910是某一同学的实际接线图，图中接线有一处错误，只需去掉一根导线，这根导线的编号是_图2910,答案：,3图2911中E为直流
9、电源，R为已知电阻，V为理想电压表，其量程大于电源电动势，S1和S2是开关现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r，试写出主要实验步骤及结果的表达式,图2911,4(2010年扬州模拟)测量电池的电动势E及内阻r(E约为6 V，r约为1.5)器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，固定电阻R8.5，滑动变阻器R(010)，开关S，导线若干(1)在图2912的虚框中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)用笔画线代替导线在图2912中完成实物连线图2912,(3)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E_，r_.(用I1，I2，U1，U2及R表示),解析：本题考查实验原理和实验图的连接，及处理实验数据的能力(1)、(2)如图甲、乙所示,答案：见解析,
