20xx滬科版高中物理選修3-142測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(已修改)
2024-12-03 22:32 本頁(yè)面
【正文】 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1 ． 掌握測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)方法． 2 ．學(xué)會(huì)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)． 二、實(shí)驗(yàn)器材 待測(cè)電池，電壓表 (0 ～ 3 V ) ，電流表 (0 ～ A ) ，滑動(dòng)變阻器 ( 10 Ω ) ，電鍵，導(dǎo)線． 教師用書獨(dú)具演示 4 .2 測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 三、實(shí)驗(yàn)原理 1 ． 如圖 4 － 2 － 1( 甲 ) 所示，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，從電流表、 電壓表中讀出幾組 I 和 U 的值，由 U ＝ E － Ir 可得： E ＝I1U2－ I2U1I1－ I2， r ＝U2－ U1I1－ I2. ( 甲 ) ( 乙 ) 圖 4 － 2 － 1 2 ． 為減小誤差，至少測(cè)出六組 U 和 I 值，且變化范圍要大些，然后在 U － I 圖中描點(diǎn)作圖，由圖線縱截距和斜率找出E 、 r ( r ＝|Δ U ||Δ I |) 如圖 4 － 2 － 1( 乙 ). 一、實(shí)驗(yàn)步驟 1 ．確定電流表、電壓表的量程，按圖連接好電路，并將滑動(dòng)變阻器的滑片移到使接入電路的阻值為最大值的一端． 圖 4 － 2 － 2 2 ． 閉合開關(guān) S ，接通電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片由一端向另一端移動(dòng)，從電流表有明顯讀數(shù)開始，記錄一組電流表、電壓表讀數(shù)． 3 ．同樣的方法，依次記錄多組 U 、 I 值． 4 ．?dāng)嚅_開關(guān) S ，拆除電路． 5 ．以 U 為縱軸， I 為橫軸，將記錄的電壓、電流標(biāo)在坐標(biāo)圖上，過(guò)這些點(diǎn)作一條直線，根據(jù)縱軸截距求出電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)斜率大小求出內(nèi)電阻． 二、數(shù)據(jù)處理 為減小測(cè)量誤差，本實(shí)驗(yàn)常選用以下兩種數(shù)據(jù)處理方法： 1 ． 公式法 利用依次記錄的多組數(shù)據(jù) ( 一般 6 組 ) ，分別記錄如表所示： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 I/A I1 I2 I3 I4 I5 I6 U外 /V U1 U2 U3 U4 U5 U6 分別將 1 、 4 組， 2 、 5 組， 3 、 6 組聯(lián)立方程組解出 E 1 、r 1 ， E 2 、 r 2 ， E 3 、 r 3 ，求出它們的平均值 E ＝E 1 ＋ E 2 ＋ E 33， r ＝r 1 ＋ r 2 ＋ r 33作為測(cè)量結(jié)果． 2 ． 圖像法 把測(cè)出的多組 U 、 I 值，在 U I 圖中描點(diǎn)畫圖像，使 U I圖像的直線經(jīng)過(guò)大多數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)或使各坐標(biāo)點(diǎn)大致分布在直線的兩側(cè)，如圖 4 － 2 － 3 所示，由 U ＝ E － Ir 可知： ( 1) 縱軸截距等于電源的電動(dòng)勢(shì) E ，橫軸截距等于外電路短路時(shí)的電流 Im＝Er. ( 2) 直線斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻 r ＝ |Δ UΔ I|＝EIm. ( 3) 若電源內(nèi)阻 r ＝ 0( 理想電源 ) ，則 U ＝ E . 圖 4 － 2 － 3 實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)原理分析 測(cè)量電源 B 的電動(dòng)勢(shì) E 及內(nèi)阻 r ( E 約為 V ，r 約為
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