第五節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻-展示頁(yè)
2024-10-10 13:36本頁(yè)面
【正文】 1rE ＝ U2＋ I2r，解得： E ＝I1U2－ I2U1I1－ I2， r ＝U1－ U2I2－ I1.為了減小誤差，多取幾組數(shù)據(jù)，分別列若干組聯(lián)立方程，求若干組 E 和 r ，最后以電動(dòng)勢(shì)的平均值和內(nèi)電阻的平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果． 2． 圖像法：在坐標(biāo)紙上以 I為橫坐標(biāo) 、 U為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系 ， 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn) ， 這些點(diǎn)大致分布在一條直線上 ，把明顯偏離的點(diǎn)舍去 ， 用直尺畫(huà)一條直線 ， 使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上 ， 不在直線上的點(diǎn)大致均衡地分布在直線兩側(cè) ． 這條直線就是方程 U＝ E－ Ir的圖像 ， 由此可得 ， U軸上的截距等于電源的電動(dòng)勢(shì) E， I軸上的截距等于短路電流 ， 直線的斜率等于電源的內(nèi)電阻 r＝ E/I短 ． 特別提醒： 若 U軸上的數(shù)據(jù)不是從零開(kāi)始的 ， 則圖線與 I軸的交點(diǎn)就不是短路電流 ． 四 、 實(shí)物圖連線問(wèn)題 1． 先畫(huà)出電路圖 ， 這是連接實(shí)物圖的依據(jù) ． 2． 先連接干路 ， 再連接支路 ， 遵循 “ 先串后并 ”的原則 ． 3． 注意電源的正負(fù)極 ， 電表的正負(fù)接線柱 ， 電表量程的選擇以及滑動(dòng)變阻器接線柱的合理選用 ． 4．注意連線不能交叉，電鍵要能夠控制電路． 即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破 ， 小試牛刀 ) 的數(shù)據(jù) ， 處理方法既能減小偶然誤差 ， 又直觀 、 簡(jiǎn)便的方法是 ( ) A． 測(cè)出兩組 I、 U的數(shù)據(jù) ， 代入方程組 E＝ U1＋ I1r和 E＝ U2＋ I2r， 求出 E和 r B． 多測(cè)幾組 I、 U的數(shù)據(jù) ， 求出幾組 E、 r， 最后分別求出其平均值 C． 測(cè)出多組 I、 U的數(shù)據(jù) ， 畫(huà)出 UI圖像 ， 再根據(jù)圖像求出 E、 r D．多測(cè)幾組 I、 U的數(shù)據(jù)，分別求出 I和 U的平均值，用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢(shì) E，再用閉合電路歐姆定律求出電池內(nèi)電阻 r 解析： 選 E、 r， 偶然誤差較大； B中計(jì)算 E、 r平均值雖然能減小誤差 ， 但太繁瑣； D中分別求 I、 U的平均值是錯(cuò)誤的做法 ． 課堂互動(dòng)講練 儀器的選擇和電路的連接 例 1 測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路如圖 2－ 5－ 4甲所示 ． 圖乙中給出的器材有：待測(cè)的電源 (電動(dòng)勢(shì)約為 4 V， 內(nèi)阻約為 2 Ω)， 電壓表(內(nèi)阻很大 ， 有 5 V,15 V兩個(gè)量程 )， 電流表 (內(nèi)阻不計(jì) ， 有 A、 1 A兩個(gè)量程 )， 滑動(dòng)變阻器 (阻值范圍 0～ 10 Ω)， 開(kāi)關(guān) ， 另有導(dǎo)線若干 ． 試按照?qǐng)D甲中的電路在圖乙中畫(huà)出連線 ， 將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路 (要求正確選擇電表量程 ， 以保證儀器的安全并使測(cè)量有盡可能高的精確度 )． 圖 2－ 5－ 4 【 思路點(diǎn)撥 】 估算法確定電表的量程 ， 一是估計(jì)電源兩端能出現(xiàn)的最大電壓 ， 來(lái)確定電壓表的量程 ， 二是估計(jì)電路中能通過(guò)的最小電流 ，只要最小電流不超量程即可 ， 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中電路上盡可能使用最小的電流 ． 【精講精析】 電源電動(dòng)勢(shì)大約為 4 V ，所以電壓表可確定用 5 V 量程；電路中能接入的最大電阻為1 2 Ω ，最小電流為： I m i n ＝ER＝412 A ＝ 0 . 3 3 A 由此確定電流表選用 1 A 量程．
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