42測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻課件滬科版選修3-1(完整版)
【正文】 2－ 11所示． 用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 圖 4211 這條直線與 U 坐標(biāo)軸的交點(diǎn)表示 I ＝ 0 ，屬于斷路的情況，這時(shí)的電壓 U 等于電源的電動(dòng)勢．這條直線與 I 坐標(biāo)軸的交點(diǎn)表示 U ＝ 0 ，屬于短路的情況，根據(jù)短路電流 I 短 跟電源內(nèi)電阻 r 、電動(dòng)勢 E 的關(guān)系 r ＝EI 短，可以求出電源的內(nèi)電阻 r . 【 注意事項(xiàng) 】 (1)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 為了使電源的路端電壓變化明顯，電源的內(nèi)電阻宜大些 (或與電源串聯(lián)一個(gè)幾歐的電阻充當(dāng)內(nèi)電阻 )．實(shí)驗(yàn)中不要將 I調(diào)得過大，每次讀完立即切斷電源，且最好使 I值由大到小順序變化，使實(shí)驗(yàn)過程中 E和 r的值保持穩(wěn)定．要測出不少于 6組 I、 U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些． (2)在畫 U—I圖線時(shí)，要盡量使多數(shù)點(diǎn)落在直線上，不在直線上的點(diǎn)要均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不考慮．這樣，就可減小偶然誤差，提高測量精度．電源內(nèi)電阻較小時(shí) U的變化較小，可以通過將 I軸向 U軸的正方向平移的方法來使圖線更完整，圖線斜率的絕對(duì)值仍是電源的內(nèi)電阻． (3)造成實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是未考慮電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比實(shí)際的總電流 (即流過電源的電流 )要小一些．作圖不準(zhǔn)確也造成偶然誤差． 【 例 2】 下面是在測某電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中記錄的六組數(shù)據(jù)．請?jiān)谥苯亲鴺?biāo)系中畫出U—I圖像，并根據(jù)圖像算出待測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻 . U/V I/A 解析 ：建立坐標(biāo)系，利用描點(diǎn)法畫出 U—I圖像如下圖所示．第四個(gè)點(diǎn)明顯偏離，視為偶然誤差造成的，應(yīng)舍去． 直線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)即為電源的電動(dòng)勢 E＝ V，直線的斜率大小即為電源內(nèi)電阻 r＝ Ω. 答案 ： V Ω 【 題后反思 】 運(yùn)用圖像處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果有兩種情況：一種是根據(jù)圖像發(fā)現(xiàn)規(guī)律，這在探索性實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用較多；另一種是根據(jù)圖像的性質(zhì)求出有關(guān)物理量，本題的應(yīng)用就是后者． 某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖 4 － 2 － 12 甲所示電路測量電池組的電動(dòng)勢 E 和內(nèi)阻 r . 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖 4 － 2 － 12 乙所示的 R －1I圖線，其中 R 為電阻箱讀數(shù)， I 為電流表讀數(shù)，由此可以得到 E ＝________ ， r ＝ ________. 圖 4212 解析： 由歐姆定律有， E ＝ I ( R ＋ r ) ， R ＝EI－ r . 由此知圖線的斜率為電動(dòng)勢 E ，縱軸截距大小為內(nèi)阻 r ， E ＝2 － ? － ?＝ V ， r ＝ Ω . 答案 ： V Ω (1)偶然誤差：使用圖 4－ 2－ 7實(shí)驗(yàn)電路圖主要來源于電流表和電壓表的讀數(shù)誤差以及作U—I圖像時(shí)描點(diǎn)不很準(zhǔn)確等． (2)系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差來源于未計(jì)電壓表分流，近似地將電流表的示數(shù)看作干路電流．實(shí)際上電流表的示數(shù)比干路電流略?。绻蓪?shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出如圖 4－ 2－ 13所示中的實(shí)線 a， 伏安法測 E、 r實(shí)驗(yàn)的誤差分析 圖 4213 那么考慮到電壓
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