20xx滬科版高中物理選修3-142測量電源的電動勢和內(nèi)阻(已修改)
2024-12-03 22:32 本頁面
【正文】 一、實驗?zāi)康? 1 ． 掌握測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理、實驗電路和實驗方法． 2 ．學(xué)會用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)． 二、實驗器材 待測電池，電壓表 (0 ～ 3 V ) ，電流表 (0 ～ A ) ，滑動變阻器 ( 10 Ω ) ，電鍵，導(dǎo)線． 教師用書獨具演示 4 .2 測量電源的電動勢和內(nèi)阻 三、實驗原理 1 ． 如圖 4 － 2 － 1( 甲 ) 所示，改變滑動變阻器的阻值，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，至少測出六組 U 和 I 值，且變化范圍要大些，然后在 U － I 圖中描點作圖，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、實驗步驟 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，將滑動變阻器的滑片由一端向另一端移動，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，過這些點作一條直線，根據(jù)縱軸截距求出電動勢，根據(jù)斜率大小求出內(nèi)電阻． 二、數(shù)據(jù)處理 為減小測量誤差，本實驗常選用以下兩種數(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： 實驗序號 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作為測量結(jié)果． 2 ． 圖像法 把測出的多組 U 、 I 值，在 U I 圖中描點畫圖像，使 U I圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標(biāo)點或使各坐標(biāo)點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勢 E ，橫軸截距等于外電路短路時的電流 Im＝Er. ( 2) 直線斜率的絕對值等于電源的內(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 實驗電路的設(shè)計和實驗原理分析 測量電源 B 的電動勢 E 及內(nèi)阻 r ( E 約為 V ，r 約為
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