测电源电动势和内阻

测电源电动势和内阻 高二物理实验部分------测定电源的电动势和内阻 【实验目的】 测定电池的电动势和内电阻 【实验原理】 1(实验原理;根据闭合电路的欧姆定律，其方法有:?如图89,1所示，改变变阻器的阻值，从电流、电压表中读出几组U，I值，由U,E,Ir可得: IU,IUU,U122121，; 图89,1 E,r,I,II,I1212 ?为减小误差，至少测出6组U，I值，且变化范围要大些，然后在U,I图中描点作图，由图线纵截距和斜率找出E、r，如图89,2所示。 2(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( 3(实验步骤: (1)确定电流表、电压表的量程，按图89,1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; 图89,1 (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在U—I图中找出E、r( 【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I调得过大，每次读完U、I读数立即断电，以免于电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化( 2(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，而不要顾及个别离开较远的点以 减少偶然误差( 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89,3甲所示 的状况，下部大面积空间得不到利 图89,3 用，为此可使坐标不从零开始，如图89,3乙所示，把坐标的比例放大，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 1 ,U点，用计算出电池的内阻r( r,,I 4(实验误差的来源与分析 (1)每次读完电表示数没有立即断电，造成E、r变化; (2)测量电路存在系统误差，I,I十I，末考虑伏特表分流( 真测v 【典型例题】 例1 现有一阻值为10(0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧)要求: (1)画出实验电路图( (2)简要写出完成接线实验步骤。 (3)写出用测得的量，电源内阻的表达式r,________________。 例2 (2000 上海)某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示: 序号 A示数(A) A示数(A) V示数(V) V示数(V) 1212 1 0.60 0.30 2.40 1.20 2 0.44 0.32 2.56 0.48 将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。 (1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R、R、R为定值123电值，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量(不要求具体计算)_________。 (2)由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是________。 2 【习题练习】 一、选择题 1(下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法(其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是 ( ) A(测出两组I、U的数据，代入方程组E,U，Ir和E,U，Ir，求出E、r。 1122 B(多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值。 C(测出多组I、U的数据，画出U,I图像，再根据图像求E、r。 D(多测出几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r。 2(用电压表和电流表测干电池的电动势和内电阻，为了使测量值比较准确，下列措施中，正确的是 A(为了多测几组电流、电压值，应尽量使回路中电流大些 B(每次读完电流值和电压值之后，应立即断开开关 C(在作路端电压U和干路电流I的U,I图线时，应尽量使图线在坐标纸上分布的范围大些 D(由于电压表内阻远大于电池内阻，应把电流表接在电源附近 3(如图所示是根据某次实验记录的数据画出的U,I 图像，关于此图像，下列说法中正确的是() A(纵轴的裁距表示电源的电动势，即E,3.0V B(横轴的截距表示电源的短路电流，即I,0.6A 短 C(电源的内阻r,5Ω D(电源的内阻r,1Ω 二、解答题 4(用伏安法测定电池的电动势和内电阻时，有下如实验步骤: A(打开电键，切断电路 B(恰当选择实验器材，按电路图连好电路( C、调节滑动变阻器的滑片，减小接入电路的电阻，记录一组电流表和电压表的示数 D(把滑动变阻器的滑片滑至一端，使接入电路的电阻最大 E(逐次减小滑动变阻器接入电路的电阻，记录多组电流表和电压表的示数( F(闭合电键接通电路( 把以上步骤的序号按合理顺序填写在横线上: 5(如图所示为测干电池的电动势和内电阻的电路图，用两节干电池串联做电源(每节电池电动势接近1.5V，内阻约为0.5Ω)，除给出的电源、导线和电键外，还有以下器材: 3 A(直流电流表，量程0,0.6A，内阻0.5Ω; B(直流电流表，量程0,3A，内阻0.1Ω; C(直流电压表，量程0,3V，内阻IkΩ; D(直流电压表，最程0,15V，内阻5 kΩ; E(滑动变阻器，阻值范围0,10Ω，额定电流2A; F(滑动变阻器，阻值范围0,50Ω，测定电流1.5A 其中电压表应选用 ;电流表应选用 ;滑动变阻器应选用 (改变R的阻值，得到两组U、I，U、I的测量1122值，则内电阻r, ，电源电动势E, 6(某学生用电流表和电压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 0-20Ω。连接电路的实物图如图89,3。 (1)该学生接线中错误的和不的做法是( ) (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)在方框里画出这个实验的正确电路图。 7(在测电池的电动势和内电阻的实验中，一个小组记录的数据如下表所示(试根据这 些数据在图中画出U,I图线，由图线可知，电源的电动势E, ，内电阻r , 。 4 ,典型例题, 1.(1)略 (2)断开开关，记下电压表偏转格数N;合上开关，记下电压1 R表偏转格数N (3) 2.(1)可测出的物理量是R、R和E。 r,(N,N)22312N2 (2)可能R断路，也可能R、R都断路。 223 U,U21,练习,1.C 2.B C 3.A D 4. BDFCEA 5.C E A r,I,I12 IU,IU1221 6.(1)A B D (2)略 7. 1.46V 0.73Ω E,I,I12 5