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1、 一、实验目的1掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律2掌握用图象法求电动势和内阻的方法二、实验原理1实 验 依 据 ：闭合电路欧姆定律2实 验 电 路 ：如图所示(三 )测 定 电 源 的 电 动 势 和 内 阻 三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔四、实验步骤1电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按如图所示连接好电路2把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端3闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I 1、U1)用同样方法测量几组I、U值填入表格中4断开开关，拆除电路，整理好器材 五、数
2、据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法.方 法 一 取 六 组 对 应 的 U、 I数 据 ， 数 据 满 足 的 关 系 式 U 1 E I1r、U2 E I2r、 U3 E I3r让 第 1式 和 第 4式 联 立 方 程 ， 第 2式 和第 5式 联 立 方 程 ， 第 3式 和 第 6式 联 立 方 程 ， 这 样 解 得 三 组 E、 r，取 其 平 均 值 作 为 电 池 的 电 动 势 E和 内 阻 r的 大 小 六、误差分析1由读数误差和电表线性不良引起误差2用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差 3本实验采用的如图所示的测量电路是存在系统
3、误差的，这是由于电压表的分流IV引起的，使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真因为I真I测IV，而IVU/RV，U越大，IV越大，U趋近于零时IV也趋近于零所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小修正后的图线如图所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，r测r真、E测r真 七、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池)2在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化3测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方
4、程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均4在画UI图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远 的点，以减小偶然误差 八、实验改进由于在测量电路中，电压表的分流作用和电流表的分压作用，因此给实验带来了系统误差，以下为两种有针对性的改进措施1可以引入辅助电源，利用辅助回路和测量回路的电流相等，则灵敏电流计G中无电流这一特点，如图在测量电路中没有电流表的情况下，仍能测得其回路中的电流， 从而消除由于电流表的内阻带来的误差 2在实验中由于V的分流，从而
5、使A的示数小于流过电源的电流，而给测量带来误差可以将V的内阻测出，进而求出V的分流IV，那么通过电源的电流就为IEIAIV，就可以消除由于电压表的分流而带来的误差 实验器材和实验误差 (2009年高考安徽卷)用如图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用除电池、电键和导线外，可供使用的实验器材还有：(a)电流表(量程0.6 A,3 A)(b)电压表(量程3 V,15 V)(c)定值电阻(阻值1 、额定功率5 W) (d)定值电阻(阻值10 ，额定功率10 W)(e)滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2 A
6、)(f)滑动变阻器(阻值范围0100 、额定电流1 A)：那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的量程应选择_ A，R0应选择_ 的定值电阻，R应选择阻值范围是_ 的滑动变阻器(2)引起该实验系统误差的主要原因是_ 规 范 解 答 (1)由于电源是一节干电池(1.5 V)，应选择量程为3 V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般在几欧左右，加上保护电阻，最大电流在0.5 A左右，所以选量程为0.6 A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成大的误差；所以定值电阻选1 的；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，
7、取010 能很好地控制电路中的电流和电压，若取0100 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象(2)系统误差一般由测量工具和使用的测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成 测真，r测r真答 案 (1)30.61010(2)电压表的分流 实验数据的处理 (2009年高考北京卷)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 ，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig0.6 A，内阻rg0.1 )和若干导线(1)请根据测定电动势E和内
8、电阻r的要求，设计图甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来 (3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E_ V，内电阻r_ .规 范 解 答 (1)本实验是采用电流表和电阻箱组合测定电池电动势和内阻，只需将它们串联起来即可，实物连接如图 (2)如图 答 案 (1)(2)(3)见 规 范 解 答 (4)1.5(1.46 1.54) 0.3(0.25 0.35) 现要按图甲所示的电路测量一节旧干电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(约20 )，可供选择的器材如下：电流表A1、A2(量程0500 A，内阻约为500 )，滑动变阻器R(阻值0100 ，额定
9、电流1.0 A)，定值电阻R1(阻值约为100 )，电阻箱R2(阻值0999.9 )，开关、导线若干由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装(扩大量程)，然后再按图甲所示电路进行测量 (1)测量电流表A2的内阻按图乙电路测量A2的内阻，以下给出了实验中必要的操作A断开S1B闭合S1、S2C按图乙连接电路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大D调节R2，使A1的示数为I1，记录R2的值E断开S2，闭合S3F调节滑动变阻器R，使A 1、A2的指针偏转适中，记录A1的示数I1请按合理顺序排列实验步骤(填序号)：_.(2)将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程)如果(1)中测出A2的内阻为468.0 .现用R2将A2改装成量程为20 mA的电流表A，应把R2调为_ 与A2并联，改装后电流表A的内阻RA为_ . (3)利用电流表A、电阻箱R3测电池的电动势和内阻用电流表A、电阻箱R3及开关S按图甲所示电路测电池的电动势和内阻实验时，改变R3的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组R3、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势E和内阻r.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式_.请在虚线框内坐标中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示)图中_表示E.图中_表示r. 直线的斜率纵轴截距的绝对值与RA的差
【优化探究】2012高考物理一轮复习 第7章-第3单元 实验（3）随堂课件
