有一節(jié)干電池,想測出其電動勢和內電阻?,F(xiàn)有電流表、電壓表、滑動變阻器、電阻箱、開關,你能設計幾種實驗方案?
2.實驗原理:E= U + I r
2.實驗原理:E=I R+ I r
方案一:伏安法測電源電動勢和內阻
閉合電路的歐姆定律:E=U+Ir
滑動變阻器:阻值較小的,最大阻值10~20Ω
被測干電池:舊的干電池,內阻較大。
(1)按原理圖連接實物圖
(2)把變阻器的滑片移到一端使其阻值最大
(3)閉合電鍵,調節(jié)變阻器,使電流表的讀數(shù)有明顯示數(shù),記錄一組電流表和電壓表的示數(shù),用同樣的方法測量并記錄幾組U、I值
(4)斷開電鍵,整理好器材
改變R的阻值,從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值,代入方程組聯(lián)立求解,多測量幾次I、U的值,算出E、r取平均值.
在坐標紙上以I為橫坐標,U為縱坐標,用測出幾組的U、I值畫出U-I圖像.
r等于直線的斜率的絕對值
甲圖:誤差來源于電壓表的分流作用
乙圖:誤差來源于電流表的分壓作用
口訣:分流小人(r)小義(E)
口訣:分壓高人一(E)等
(1)本實驗在電鍵閉合前,變阻器滑片應置于阻值最大位置處.
(2)使用內阻較大一些的舊電池.從而使得路端電壓變化較為明顯。 在實驗中不要將電流調得太大,每次讀完數(shù)后立即斷電,以免使電動勢和內阻發(fā)生變化.
(3)要測出6組I、U數(shù)據(jù),且變化范圍要大一些.
(4)畫U-I圖線時,應使圖線通過盡可能多的點,并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側,個別偏離直線太遠的點可舍去.
1、電路圖:如圖所示。
2、原理:根據(jù)閉合電路的歐姆定律得 E=IR+Ir,改變電阻箱的阻值就能得到 R、I 數(shù)據(jù),利用兩組數(shù)據(jù)就能求得 E、r,也可利用多組數(shù)據(jù)作圖象來求解。
方案二: I-R法測電源電動勢和內阻
方案三: U-R法測電源電動勢和內阻
1.在“測電源電動勢和內阻”實驗中由于電表的內阻所產(chǎn)生的誤差為系統(tǒng)誤差。關于該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因以及影響,以下正確的是(  )A.電流表分壓;測得的電源電動勢偏小,內阻偏小B.電流表分壓;測得的電源電動勢準確,內阻偏大C.電壓表分流;測得的電源電動勢偏小,內阻偏小D.電壓表分流;測得的電源電動勢準確,內阻偏大
【答案】C【詳解】伏安法測電阻相對于電源來說采用電流表外接法,由于電壓表分流作用,電流表測量值偏小,當外電路短路時,電流測量值等于真實值,電源的U-I圖像如圖所示,由圖像可知,電動勢測量值小于真實值,電源內阻測量值小于真實值。故選C。
4.某同學設計了如圖甲所示的電路來測量電源電動勢E、內阻r和定值電阻R0的阻值。實驗器材有電阻箱R,待測定值電阻R0,電流表A,開關S1,開關S2,待測電源,導線若干。(1)閉合開關S1,斷開開關S2,調節(jié)電阻箱的阻值為R1,讀出電流表A的示數(shù)I0;閉合開關S2,調節(jié)電阻箱的阻值為R2,使電流表A的示數(shù)仍為I0;則定值電阻R0的阻值阻為 某次測量時電阻箱的讀數(shù)如圖丙所示,則該讀數(shù)為 Ω;
(2)將開關S2保持閉合,多次調節(jié)電阻箱的阻值,記錄每次調節(jié)后的電阻箱的阻值R及電流表A的示數(shù)I,該同學打算用圖像處理數(shù)據(jù),以電流表示數(shù)I的倒數(shù)為縱軸,電阻箱的讀數(shù)R 為橫軸,做出了如圖乙所示的圖像,可求得電源的電動勢E= V,內阻r= Ω。(計算結果保留2位小數(shù))(3)根據(jù)(2)求得的電源內阻r比其真實值 (選填“偏大”或“偏小”)
5.某中學課外興趣小組測量手機電池的電動勢和內阻的實驗原理圖如圖甲所示,已知電池的電動勢約為3V、內阻小于1Ω,現(xiàn)提供的器材如下:A.手機電池;B.電壓表V1(量程為0~15 V,內阻約為10 kΩ);C.電壓表V2(量程為0~3 V,內阻約為10 kΩ);D.電阻箱R(0~99.9 Ω);E.定值電阻R01=2 Ω;F.定值電阻R02=100 Ω;G.開關和導線若干。(1)如果要準確測量電池的電動勢和內阻,電壓表應選擇 ;定值電阻R0應選擇 。(均選填實驗器材前的標號)

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3 實驗:電池電動勢和內阻的測量

版本: 人教版 (2019)

年級: 必修 第三冊

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