高三物理測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻復(fù)習(xí)(完整版)
【正文】 R兩端電壓 ,根據(jù)全電路歐姆定律 , .,221221 RNNNrRNrNN ???? 得答案 (1)如下圖所示 (2)① 斷開電鍵 ,記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù) N1。當(dāng) U=0時(shí) , I為短路時(shí)的電流 ,即圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值 .但要 注意 ,有時(shí)縱軸起點(diǎn)不是零 ,這時(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn) 不是短路電流 ,圖線斜率的絕對(duì)斜仍是內(nèi)阻值 ,與縱 軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值仍為電源電動(dòng)勢(shì)值 . rE.ΔΔ IUr ?特別提示 【 實(shí)驗(yàn)器材 】 電池、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙 . 【 實(shí)驗(yàn)步驟 】 A量程 ,電壓表用 3 V量程 ,按圖 1連 接好電路 . . ,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) (I U1).用同樣方法測(cè)量幾組 I、 U值 . 填入表格中 . ,拆除電路 ,整理好器材 . 錦囊妙訣 滑動(dòng)變阻器 為外電阻 ,列表記錄兩表讀 數(shù) ,電壓變化便于作圖 ,U軸起點(diǎn)要看清楚 ,求解 E、 r 要用 U— I圖 . 【 數(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 . 第 1組 第 2組 第 3組 第 4組 第 5組 第 6組 U/V I/A 方法一 取六組對(duì)應(yīng)的 U、 I數(shù)據(jù) ,數(shù)據(jù)滿足的關(guān) 系式 U1=EI1r、 U2=EI2r、 U3=EI3r?? 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(dòng)勢(shì) E和內(nèi)阻 r的大小 . 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(duì)應(yīng)的點(diǎn) ,然后盡量多地通過(guò)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(dòng)勢(shì)的大小 (一次函數(shù)的縱軸截距 ),直線的斜率大小即為電池 的內(nèi)阻 r=| |. IUΔΔ【 誤差分析 】 用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法很簡(jiǎn)單 ,但系統(tǒng)誤差較大 ,這主要是由于伏特表和安培表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響而造成的 .用這種方法測(cè)電動(dòng)勢(shì)可供選擇的電路有兩種 ,如圖 3甲、乙所示 . 圖 3 當(dāng)用甲圖時(shí) ,考慮電表內(nèi)阻 ,從電路上分析 ,由于實(shí)驗(yàn)把變阻器的阻值 R看成是外電路的電阻 ,因此伏特表應(yīng)看成內(nèi)電路的一部分 ,故實(shí)際測(cè)量出的是電池和伏特表這一整體的電動(dòng)勢(shì)和等效內(nèi)阻 (如甲圖中虛線所示 ),因?yàn)榉乇砗碗姵夭⒙?lián) ,所以等效內(nèi)阻 r測(cè) 應(yīng)等于電池真實(shí)內(nèi)阻值 r和伏特表電阻 RV的并聯(lián)值 ,即 r測(cè) = ＜ r真 .此時(shí)如果斷開外電路 ,則電壓表 兩端電壓 U等于電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值 ,即 U=E測(cè) ,而此時(shí)伏特表構(gòu)成回路 ,所以有 U＜ E真 ,即 E測(cè) ＜ E真 . 真真rRrR??VV 同樣的分析方法 ,可分析出當(dāng)選用乙圖進(jìn)行測(cè)量時(shí) ,仍把滑動(dòng)變阻器作為外電路 ,因此安培表應(yīng)看做內(nèi)電路的一部分 (如圖乙中虛線框內(nèi)所示 ),因?yàn)榘才啾砗碗姵卮?lián) ,所以等效內(nèi)阻 r測(cè) 應(yīng)等于電池真實(shí)阻值r真 和安培表電阻 RA之和 ,即 r測(cè) =r真 +RA＞ r真 ,此時(shí)如果斷開外電路 ,則電流為零 ,安培表兩端電勢(shì)相等 ,等效電源的電動(dòng)勢(shì) E測(cè) 就是電源電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值 E真 ,即 E測(cè) =E真 . 【 注意事項(xiàng) 】 ,電池的內(nèi)阻 應(yīng)選得大些 (選用已使用過(guò)一段時(shí)間的干電池 ). I調(diào)得過(guò)大 ,每次讀完 U和 I的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源 ,以免干電池在大電流放電 時(shí)極化現(xiàn)象嚴(yán)重 ,使得 E和 r明顯變化 . U— I圖線時(shí) ,要使盡
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