物理實(shí)驗(yàn)測定電源的電動勢和內(nèi)阻考點(diǎn)總結(jié)-文庫吧在線文庫
【正文】 阻 (r＝ )(如圖實(shí)－ 9－ 1乙所示 )． 三、實(shí)驗(yàn)器材 電池 (被測電源 )、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、 導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆． 四、實(shí)驗(yàn)操作 1．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)電流表用 A量程，電壓表用 3 V量程，按圖實(shí)－ 9－ 1甲所 示連接好電路． (2)把滑動變阻器的滑片移動到使接入電路的阻值最大的一端． (3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù) 據(jù) (I1， U1)．用同樣方法測量幾組 I、 U值，填入表格中 . (4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材． 第 1組 第 2組 第 3組 第 4組 第 5組 第 6組 U/V I/A 2．?dāng)?shù)據(jù)處理 本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點(diǎn)畫圖法． 方法一： 取六組對應(yīng)的 U、 I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式 U1＝ E－ I1r、 U2＝ E－ I2r、 U3＝ E－ I3r? 讓第 1式和第 4式聯(lián)立方程，第 2式和第 5式聯(lián)立方程，第 3式和第 6式聯(lián)立方程，這樣解得三組 E、 r，取其平均值作為電池的電動勢 E和內(nèi)阻 r的大?。? 方法二： 以路端電壓 U為縱軸、干路電流 I為橫軸建立 U－ I坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組 (U， I)值所對應(yīng)的點(diǎn)，然后盡量多地通過這些點(diǎn)作一條直線，不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即是電池電動勢的大小 (一次函數(shù)的縱軸截距 )，直線的斜率的大小即為電池的內(nèi)阻 r，即 r＝ | |. 五、注意事項 1．為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些 (選 用已使用過一段時間的干電池 )． 2．要測出不少于 6組的 (I， U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，然 后用方程組求解，并求平均值． 3．畫 U－ I圖線時，由于讀數(shù)的偶然誤差，描出的點(diǎn)不在一 條直線上，在作圖時應(yīng)使圖線通過盡可能多的點(diǎn)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去．這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度． 4．由于干電池的內(nèi)阻較小，路端電壓 U的變化也較小，這 時畫 U－ I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始 (橫坐標(biāo) I必須從零開始 )．但這時圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電源電動勢，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻． 六、誤差分析 1．由讀數(shù)不準(zhǔn)確和電表線性不良引起誤差． 2．用圖象法求 E和 r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差． 3．如圖實(shí)－ 9－ 2所示，在理論上 E＝ U＋ (IV＋ IA)r，其中電 壓表示數(shù) U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓．而實(shí)驗(yàn)中忽略了通過電壓表的電流 IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大． 圖實(shí)－ 9－ 2 結(jié)論： (1)當(dāng)電壓表示數(shù)為零時， IV＝ 0， IA＝ I短 ，短路電流測量值＝ 真實(shí)值． (2)E測 E真． (3)因?yàn)?r測 ＝ ，所以 r測 r真． 從電路的角度看，電壓表應(yīng)看 成內(nèi)電路的一部分，故實(shí)際測出的是電池和電壓表這一整體的等效內(nèi)阻和電動勢 (r測 和 E測 )，如圖實(shí)－ 9－ 2所示，因?yàn)殡妷罕砗碗姵夭⒙?lián)，所以 r測 小于電池內(nèi)阻 r真 ，因?yàn)橥怆娮?R斷開時 a、 b兩點(diǎn)間電壓 Uab等于電動勢 E測 ，此時電源與電壓表構(gòu)成回路，所以 UabE真 ，即 E測 E真． 4．若采用圖實(shí)－ 9－ 3所示的電路， IA為電源電流真實(shí)值， 理論上有 E＝ U＋ UA＋ IAr，其中 UA不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大， UA越大，當(dāng)電流為零時， UA＝ 0，電壓為準(zhǔn)確值，等于 E. 圖實(shí)－ 9－ 3 結(jié)論： (1)E為真實(shí)值． (2)I短測 I短真． (3)因?yàn)?r＝ ，所以 r測 r真 ， r測 為 r和 RA的串聯(lián)值，這時 r測 的測量誤差非常大． (2020北京高考 )某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池．該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢 E和內(nèi)電阻 r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱 (最大阻值為 Ω，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用 )、一只電流表 (量程 Ig＝ A，內(nèi)阻 rg＝ Ω)和若干導(dǎo)線． (1)請根據(jù)測定電動勢 E和內(nèi)電阻 r的要求，設(shè)計圖實(shí)－ 9－ 6甲中器件的連接方式，畫線把它們連接起來． 圖實(shí)－ 9－ 6 (2)接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值 R，讀出與 R對應(yīng)的電流表的示數(shù) I，并作記錄．當(dāng)電阻箱的阻值 R＝ Ω時，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖實(shí)－ 9－ 6乙所示．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，首先計算出每個電流值 I的倒數(shù) ；再制作 R－ 坐標(biāo)圖，如圖實(shí)－ 9－ 7所示，圖中已標(biāo)注出了 (R， )的幾個與測量對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)．請你將與圖實(shí)－ 9－ 6乙所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖實(shí)－ 9－ 7上． 圖實(shí)－ 9－ 7 (3)在圖實(shí)－ 9－ 7上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線． (4)根據(jù)描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢 E＝______V，內(nèi)電阻 r＝ ____
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