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1、第十一节实验：测定电源电动势和内阻,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,第十一节,课前自主学案,目标概览,目标概览,学习目标：1.掌握伏安法测电源的电动势和内阻的方法2能建立恰当坐标系处理实验数据重点难点：1.电压表和电流表量程的选择2伏安法测电源电动势和内阻安培表内、外接法的选择,课前自主学案,一、实验目的用电流表和电压表测出电流和电压，再利用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内电阻二、实验原理图14111,图14112为了减小偶然误差，可以多测出几组U、I数据，求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值(2)用图象来处理也可以根据测出的几组U、I值，画出UI图象，如图14112所示
2、与U轴的交点的纵坐标为电源的电动势，直线的斜率的绝对值为电源内阻,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、坐标纸四、实验步骤1确定电流表、电压表的量程，按图14111所示电路把器材连接好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，用同样方法测量并记录几组I、U值4断开电键，整理好器材5数据处理：用原理中方法计算或从UI图中找出E、r.,五、数据处理1公式法利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如下表所示：,2.图14113图象法把测出的多组U、I值，在UI图中描点画图象，使UI图象的直线经过大多
3、数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图14113所示，由UEIr可知，图线与纵轴截距等于电动势E，因此斜率的绝对值等于内阻r，根据图线纵截距和斜率找出E、r.,六、注意事项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用公式法求解时，要将测出的I、U数据分组，第1、4为一组，第2、5为一组，第3、6为一组，分别解出E、r值，再求平均值4画出UI图象，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
4、到部分抵消，从而提高精确度,核心要点突破,图14114,2应注意当电池内阻较小时，U的变化较小，图象中描出的点呈现如图14115甲所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及做出的图线误差较大为此，可使纵轴不从零开始，如图乙所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r.,图14115,二、两种实验电路的误差分析与选择图14116,在图14116甲中，由于电压表的分流，电流表的测量值偏小，而且U越大，电流表的测量值偏小越多，当U0时(当
5、电流表是理想的才能做到U0)，电压表不再分流，故这时电流表的测量值等于真实值，据此作出如图14117所示的真实的和测量的UI图线，由图线不难看出，E、r的测量值均小于真实值图14117 图14118,图14116乙的电路图测E、r，由于电流表的分压，电压表的测量值偏小，而且随着I越大，电压表的测量值偏小越多，当I0时(当电压表是理想的才能做到)，电流表不再分压，故这时电压表的测量值等于真实值据此作出图14118所示的真实的和测量的UI图线后，由图线不难看出，电动势E的测量值等于真实值，内阻r的测量值大于真实值若电压表的内阻远大于电源内阻，电流表的内阻与电源内阻相差不大，因此电压表的内阻影响较小
6、，电流表的内阻影响较大，故在实际中，优选图14116甲所示的电路图，反之应选择图乙所示电路图,三、测量E、r的其他方法图14119,课堂互动讲练,为测量一电源的电动势及内阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表A量程为1 V、内阻大约为1 k的电压表V1B量程为2 V、内阻大约为2 k的电压表V2C量程为3 V、内阻为3 k的电压表V3选择电压表_串联_k的电阻可以改装成量程为9 V的电压表,(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3 与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图(3)根据以上实
7、验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0，则电源的电动势E_V、内阻r_.,【答案】(1)C6(2)如图141111所示,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(R05)一个，开关两个，导线若干，实验原理如图141112甲图141112,(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图141113,(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141113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1.49 V；C将开关S2_，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_(计算结果保留二位有效数字)(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”),【解析】(1)见图141114.图141114,【答案】见解析,
