DIS測定電源電動勢和內(nèi)阻

1、DIS測定電源電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y量干電池的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)器材DIS (數(shù)字信息系統(tǒng))、電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路板、滑線變阻器、待測干電池、導(dǎo)線等。實(shí)驗(yàn)原理改變電路的外電阻，通過電壓傳感器和電流傳感器測量不同工作狀態(tài)的端電壓和電流，輸入計(jì)算機(jī)，自 動生成U-I圖線，由圖線得出電動勢和內(nèi)阻。電路圖和實(shí)物裝置圖見圖6-1和圖6-2。,電源坨桃制卜-圖6-1圖6-2實(shí)驗(yàn)步驟(1)把電壓、電流傳感器分別接入數(shù)據(jù)采集器第一、二輸入口。(2)將實(shí)驗(yàn)電路板的開關(guān) S斷開，電壓、電流傳感器的測量夾分別接入實(shí)驗(yàn)板的U3、I端。(3)連接滑動變阻器 R',并把阻值調(diào)到最大， 開關(guān)S閉合。(4)打開 計(jì)算表格：改變

2、滑動變阻器的觸點(diǎn)， 使其阻值逐漸減小，同時(shí)點(diǎn)擊手動”按鈕，記錄幾組不同的電壓、電流值。(5)打開 坐標(biāo)繪圖”界面，設(shè)X軸為I2” y軸圖6-3 為U/點(diǎn)擊直線擬合：得到實(shí)驗(yàn)Z果如圖 6-3所示。(6)根據(jù)圖6-3顯示，擬合直線方程為 ,測得電動勢為 為 。注意事項(xiàng)由于實(shí)驗(yàn)操作上難度不大，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)應(yīng)放在對擬合圖線的分析上，要理解該圖線的意義，其代數(shù)表達(dá)式以及 截距和斜率的含義等。測量電源的電動勢和內(nèi)電阻:實(shí)驗(yàn)?zāi)康腒而深對閉哈電路歐姆定律的理解一實(shí)驗(yàn)原理-閉合電路的歐姆定律K和r的求斛：ft U=E-/rY囂% ,解得 作圖法數(shù)據(jù)處理，如圖7-5-1 所示U0圖751圖線與縱軸交點(diǎn)為E r 圖線與

3、橫軸交點(diǎn)為友=/ 圖線的斜率表示“普.-®Er 5電池、電壓衣，電流表、滑動變阻器，開關(guān),導(dǎo)線,坐標(biāo)紙和刻度尺實(shí)驗(yàn)步驟:”）也流表用。甫A量程，屯壓表用3 ¥量程,按 實(shí)驗(yàn)屯路圖連接好電路.把變阻器的滑片移動到使陰值最大的一端.閉合開美，周節(jié)變阻器，使電流表有明髭 示數(shù)并出或一組數(shù)據(jù)（65）,用同樣力法測量 幾蛆八仃值.填入表格中.斷開開美，拆除電路，接理好器材.,隼）計(jì)算方法,數(shù)據(jù)竺到（E-UI.r解方程組1L - 12八一八圖象法：I味平均值,以路端電壓U卻爆，以干 路電流;為橫軸,做口-於1線，圖線在縱軸（U）上的 截距代表電源的電動勢E,斜率的絕對代表電源 的內(nèi)阻，

4、即川磬歸標(biāo)度時(shí),縱軸可以不從零開始.注意事項(xiàng)1 .可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的 內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段 時(shí)間的1號干電池.2 .電流不要過大，讀數(shù)要快：干電池在電流放電時(shí)，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大， 故長時(shí)間放電不宜超過0.3 A,短時(shí)間放電不宜超過0.5 A.因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大， 讀電表要快，每次讀完立即斷電.3 .計(jì)算法求E、r：要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將 測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組、第2和第5為一組、第3和第6為一組，分別解出E、 r值再求平均值.L由于干電池的內(nèi)阻較小.路端電壓U的變化

5、也較小，這WiSUJ國線時(shí). 縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開蛤（橫坐標(biāo) ,合理選擇標(biāo)談:場植圖用分制的速虬麗圖9和杼掌5的湖示,，出是短路電流，匚聲般F吸軸的 縱坐喊啊詠毒獨(dú)輻的蠅圖級顰橫輜的峰篇不再患短除fe3仍為內(nèi)電浦，EA U流，電源的內(nèi)阻不能用卡確定,應(yīng)根據(jù)=可確定5畫U-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)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.這樣可使偶然誤差 得到部分抵消，提高精確度.6計(jì)算內(nèi)阻要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn)， 用公式計(jì)算出電源的 內(nèi)阻r.誤差分析測量電路存在系統(tǒng)誤差.下圖 中I真=1測+W,未考慮電壓表的分流.富囊

6、中黑用圖$一曲甲院示電路（相對電源內(nèi)冏電U表外接法兀在理論上£=，+必+人）尸,其。 電壓春水近門是雍的電躥裨靖電田但因電隋表的分黃（%）,使得電養(yǎng)北的示量比通苴電送的丈 際電瓶燙小，從而也或系境混桑.篌兩次別加鏢值分刑為（八,3.5）.博據(jù)網(wǎng)臺電路度附定律存1K.15=5+修.慶立 wW E 一 一了 二1=" * 下二丁省號次應(yīng)限董和電依表的內(nèi)用.兩力勒量立分加有r rE"U十任裳立.蹲口4空巴-1已K F比較叫褥EE/LZg .石吉.即r.實(shí)際上是電疆表內(nèi)隨R鞘電源內(nèi)第的昨瞇利X 為減小這個(gè)案舞識金滑動變阻黑我的殂值地凌小一些，所透用的電技我?guī)畠?nèi)取鹿展大一些

7、.|用圖象法求E、r時(shí)，作圖不準(zhǔn)確造成偶然誤差.由于實(shí)驗(yàn)電路及電壓表、電流表內(nèi)阻的影響,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果 £測£真.測真.定性分析 如下（參考電路原理圖，下圖）：由于電壓表的分流，電流表的測量值偏小，而且隨著U越大,電流表的測量值偏小越多.當(dāng) U = 0時(shí)，電流表的測量值等于真實(shí)值（這時(shí)要求電流表是理想 的）.據(jù)此作出如圖S10-3所示的真實(shí)和測量的 U-I圖線，由圖不難看出，E、r的測量值 均小于真實(shí)值.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)觸點(diǎn)受賴瞳&E=1加+力和£- 1陽十球出.胄了翻可，幾封希揚(yáng)束平均值，設(shè)*分柝，*考老唱位表的分笛.素埃設(shè)翔社匕區(qū)電描曲的窗置值于干直工.高內(nèi)河，修

8、值七于無的 1雉M或妁見*,由片口福和5坨部才臺 %XSU*岫-1i蟆國 網(wǎng)聊I篁慎小于富或管例題分析1.利用如圖S10 8所示的一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱和一個(gè)電鍵，測量一個(gè)電池組的電動勢和 內(nèi)阻.(1)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并用筆畫線做導(dǎo)線將所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路.(2)寫出要記錄的數(shù)據(jù)，用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出這個(gè)電池組的電動勢和內(nèi)阻的表達(dá)式.Ri R2 U1U2Ui U2 R1R2U2R1-U1R2 'U2R1-U1R2 .2.<a)家同學(xué)通過查找責(zé)料自己動手需指7個(gè)電池.濁卮學(xué)黑潮品一下遑個(gè)電池的電動場巳粕內(nèi)電舊工，但罡從女蚯室只借到一個(gè)開關(guān).一個(gè)電阻 據(jù)：鳥大用餐為女99

9、3C.科白標(biāo)-特電咱用.一只電流表i宣洋1河=35和內(nèi)目工.=3 10都若干導(dǎo)疑. *檎據(jù)貝忑電動為日內(nèi)電叫門熨求.設(shè)計(jì)圖4中看件的立指方式.畫指比它中熊掛起耒，«ti嘴排語開關(guān).逐次改變電舊箱的唱值樂 讀處與RM應(yīng)的電諳太的示莉加并作記錄當(dāng)電密箱的阻值薩孔60FT.其對由的I電流家的示料州圖5所示.處 理其媼地曳M百灰il篁T彘個(gè)電正值I的例魏/冉叼作卜;上標(biāo)-國，如曲川口，圖中已標(biāo):工出了 1£，齊的幾個(gè)與典里可叵的生標(biāo)兵，諾了將與國 萬導(dǎo)哈料住時(shí)應(yīng)豹坐標(biāo)點(diǎn)斷標(biāo).注在同£中匕何克上犯SW出的坐標(biāo)點(diǎn)篇成凰域,報(bào)捱耿描繪出的國我可理出這個(gè)電遁的電動外官=.二5 V

10、j內(nèi)電目廠LM n解析：(1)先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，然后再根據(jù)電路圖連線.由歐姆定律E=I(R + r)知，只要知道兩組外電阻和電流值，就可以解出電源電動勢和內(nèi)阻.因此，直接將可變電阻和電流表串聯(lián)在電 路中就行.(2)由電表可讀出此時(shí)電流為 0.50 A,則坐標(biāo)為(2,2.6).(3)剔除明顯有誤差的點(diǎn)，將其他點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，得到一條直線.(4)將歐姆定律的表達(dá)式 E=I(R+r)變形得R = ,一r,由此式可知，外電阻和電流的倒數(shù)呈線性關(guān)系.將圖中的直線延長，與縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)值為一r = 0.3 Q則內(nèi)阻為0.3 Q直線的斜率56-26<2在迪里電瘴的電站揩沏內(nèi)電由言處中-由于與三

11、比老莊笈'、理學(xué)電工志於里程住小，其巨學(xué)注M 了刁臣膽示的去韌電院,中訓(xùn)駝刃，而寺巧用.用苑1電曲酒君 諾本缶,【傳京“ 3?大他” * 4手小后"皿“仟競百”，心卡登也的后的眼伯l分刷叫比用，gn； = ：iun的冠也電用芭鬲汽電工小下同網(wǎng)電三:的玳通兀¥中比班臺也明芻家是J方案端三電泡箱芝1伯伯4口1料口 口筌口口0D Q結(jié)口 .口的口i盯2M.06S050.040.0電用避芟匕甑噴盤真，雉出的!-it隹出盤一分正線.甘白城的梟I軍為h，在卜生株地上色曲空為、貼說電油的也打騁e= %用hb和1去心(2) 蚯封，應(yīng)失格電明植的電用詞¥1恁丸(3,以*IP

12、電擊叁.U、由閉莒電箱K姆定空有日2U1 (r*R)，可M當(dāng)R馬工榜近附沸皆金差小，生應(yīng)達(dá)萬在2 x0U,1 Rr1 又一，1 人中、由閉合電脩酸近定律有E二UxTD 司登漢為廣二三-"，則*二二-, »)二格為R二二-, "萬«一。HR acaERMR c *10 1 ）入用為強(qiáng)隊(duì)lOnWc。開始達(dá)i£大的封建中，建光電業(yè)的K效內(nèi)用超 UA.皮得坦大84布城小C.去嘿夫后城小D先方小后:«大2013南東弱區(qū)一校）建充電池用電動勢與入射設(shè)強(qiáng)之間的冷性曲畿樸為開潞電JE曲線光電泣強(qiáng)區(qū)與光照強(qiáng)醫(yī)之日的將性曲與動力想斯電渝曲紋，"

13、1陽 a所示，當(dāng)入方為省足衿大時(shí)，升蹌。壓恒定句為 5。 2,此時(shí)任光電也臍等R的防的為2）如K佬轉(zhuǎn)光電也用肝一個(gè)酒研專而茂，文酷對得它敬世堂軒,片白代為陶b所示，那之會而2§力功率和。國美兩。團(tuán)電壓金化仝麻可能為分析；（1由圖3）可ADi融入野比亮是移大時(shí)開跣電壓恒定,大小為6MV,閃電動勢為60?！贝?寸的正監(jiān)電液為6A,根起掠播定律即可 求解內(nèi)用。（2）時(shí)光電池儲濃內(nèi)將等于開路電壓除以他路電流，可以茸出幾個(gè)值存出結(jié)論；（D交值器的功率P等于右邊的國的U和二的汞積，由囚就可知：當(dāng)電壓從。開始檄雕3電流網(wǎng)開始派小的匕代佞，列某個(gè)片后/隨看電壓 的堪大，突的員快的酒小到零，則功必P先

14、揩大的比亞修，底后突然快速減小射零.&*：*：（1）蟲四（）可知沒出入射光也足夠大時(shí)，升能電壓恒定，大小為600V,即電動勢力60CM此時(shí)的妞路電流力附，貝七=；=10 O.（2）武光電沖的竽效戶隹等于升珞電寶全以坦魅電流，當(dāng)入史無強(qiáng)力lg"c招時(shí)，E=400rtV,此時(shí)矩醛電液為baA,則內(nèi)坦為80a W入 射光翼為202/"工時(shí)j E=66OV,此時(shí)電力電流為10mA,則內(nèi)走為55Q入射光強(qiáng)力4O.V/eN時(shí),6TB"%此時(shí)更龍電流為20nA,則 內(nèi)阻力28,76C, , 則入的）t津從102/c力用史迪高冒大的過程卬,陵光電池的等亢內(nèi)衛(wèi)用厘小，故造B

15、（3）交恒器的功率等于右邊的網(wǎng)的U和二的乘枳,由圖象可知：當(dāng)電壓從。開始名族町，電流網(wǎng)開的族小的匕仁I£到某個(gè)總后,隨看電壓 的塔大，突相R快的粕小到專，則功率P羌塔大的比折慢然后突然快速減小到岑，用以C答案正確.故選C故答案為：600, 10, 1） Bi （2） C.Lx 1m)其壯次徽123a5pLx (n)0. 100.200.300. 400.50J(A)2. 251.801.51. 291.12電皮傳嬰a |J (A1)l_liB9i（1）熄出表格中呆后一行的蚊據(jù)（伊留小數(shù)點(diǎn)后2位）2.用【，刈東某二總P羽i札一般電用線單位長度的電附Ro,設(shè)計(jì)如圖1所示 的電路.ab是一

16、段收搦均勺的電俎級.R是咫值為2。的保護(hù)電咀，電訪電動 勢為9U,內(nèi)忸未知.D：，電僚傳星第的內(nèi)城不計(jì)，王效用I關(guān)東.滑動片P與 電寤絲有良好將觸，/長琴用Lx去示，其E連按導(dǎo)線的電用不計(jì).實(shí)驗(yàn)時(shí)閉 合電健，調(diào)節(jié)F的位正，病Lx也與之對應(yīng)的1跤據(jù)記京E丁袋.（3）根村存石籽的敖捱，畫上:藥就I<3）很據(jù)圖2中相關(guān)數(shù)據(jù),可以求出,該電并內(nèi)相r為 0.該電網(wǎng)線中位長度的電電也為M： （1）對曲Bli效倨記只，計(jì)程出;，熠人表格.至依次ft1234SL ()0 100 200 X0.400. 50i <A>1 %I 451 201.020 MVl <Ae,)0 440 360

17、 67O.780.33 A T，I!:!:!:!:!niuimmiiiiii（p）田七'-聲:右8用：UtiimKiaMi y Iff：； MB > nzisimantut Mtiimtmiiiti imummiiiiiittiitimmmui o<3>電阻線樓入電3&B1B=值、二女Jumzatimtittt gningginni1 U<m>M至可學(xué)電路電濾：-則:;=誓取由囹象可得：號>=0.33,所以：”。.331-R二1.。0后以為產(chǎn)1.1990.i 20Q8-L fe某同字利用圖J脅正里里寤究燈量1.5»J , L： C翎

18、，1皿)第E此地臭忤避燈息電朋包定一圖L b >為賓電的.田a國8國。(I )他分宮座LL二撮h圖< 1)中的岳拄41桂法力移姑母&空前M的鷺片F(xiàn)，當(dāng)電臣志肅馳力也.的，片琰燈咆場址正青龍電，4E (b5市第M埋 代言導(dǎo)統(tǒng)將電潴浮院孫先嬴整(3)控看他將和L2里有匕*人圍(1)中的甫特逅世雷移曲曾動黃陰朝前號片F(xiàn),苴電壓潮市歙為盯時(shí)r鞋四打中一入燈泅更面另一個(gè)燈泡不再n出現(xiàn)泣料理室的厘西累，現(xiàn)有加下等荊;電瓶E彳審口白陰不計(jì)，燈泡k <0V« r EW) La ( 5V' 1WJ - L2 < dt- JOT) 畢7我押開W5-在IS <

19、c J中諛計(jì)一T機(jī)動車 苗司燈的槿制電路；有事刃四赭哥，孑二i蛔理時(shí)，信弓tn再右將向打1工昊而蒞茜風(fēng)燈不具喜單打雙擲開美3與f相蕊e力 信mtn再，ew血打%縣由右蚪面!dj不空.答案(1)如圖b(2)由于RL1比RL2小得多，燈泡L2分得的電壓很小，雖然有 電流渡過，但功率很小，不能發(fā)光。(3)如圖C12口上海；某同苧利用網(wǎng)3、寶僮電羽/、電泥番瓦等家兼舂村則里可助勢和門 陽宗驗(yàn)罄者如圖1所示.更貉時(shí)多店改變電用相濟(jì)足,小記錄外電臍的總電阻P日值白用史犀 隹SS箱切國屬電壓u,m在計(jì)算磯上星肅出加圖？所示的天樂圖建L圭更上饋并噎方.去制 里電辿上的電動若和內(nèi)用、得到四2中的圖瑞院.1)臼圖

20、，上司知電述口的電動勢工=，內(nèi)阻工尸 口.若用同一個(gè)電阻R旁后與電謔口及電池二海靜，則麗電池的輸出切章八 P Jtl ,大于R、.等于口或*小于e).答案(1) 2, 0.5, (2)小于日)在情安將性曲縹中，圖里而SHE為電煌電動能明陽粉，從圖象可知也的最韭卡+匕的翼題，他主.M見.圖象的留垂表示營，商n的料率大于b的科章，由r=kL，由圈中M度，可近以偏出，h的俄加約兩口. 21四電動勢的kEN：料窣豹為馬：則向用豹為n<5, > r <r,.近似作上性要抑性副疑，電阻的昌壯與西里交點(diǎn)為電磨町一作出事則由圖可失1,圖巾克點(diǎn)的包莊與電臣的嫌儀為電源的描出功章J皿電 通的輸出

21、也建匕MP#（21 I 優(yōu)匯區(qū)二群，現(xiàn)有一種tf玩的青也它的老三璃E仁東，內(nèi)司匕芹土,齊了方I竄正個(gè)電池的 電動轉(zhuǎn)和內(nèi)里阿，見何學(xué)也用見圖用所示的胃靜世療實(shí)虻，圈中旬4和的眄用貓大 T里洛的影哨 句=考點(diǎn)，區(qū)為電用垮，改黃弓幅推的密信，記錄弓反表小盤，用到如圖乙明示圓線-”1因鼓0a挈HM理意義星 *駐亞的判崖茸火是 -隹利竄W君雁可以才值區(qū)一 V，r=0 <?：若耳皤中田氏竟同阻的肌嗚不髓理西，叫用.過圉她*日成電前3粕中立于信（坤"端夫"，"二受"或.偏人” J茶睥的內(nèi)型將比包冥信t昭"隔X"、*'不曼”現(xiàn)“偏小K

22、，弁S1安說明理白匕寫出巒野的計(jì)茸寸？； （1） r/E, 1/E, 5.2-5.6V, 155-175 （各 1 分），（2）偏小（1 分），偏小（1 分）， 由式1/U = r/ER+ 1/E+r/ERv知使截距偏大而斜率沒變（2分）。"UOG*廣獷星聞罕設(shè)計(jì)丁一干如陽砧市的賓痂電臨，陽JI即室電恒通幼圾和內(nèi)際，便招F鼻蛤因利為；特則干斷罐密咆就把妁電充北生堀66A，同阻.卜于1。）、電田格0994003.若動旺里達(dá)1口口】、單；I通懈阡天”單JJ隼麻戶走各一個(gè)展導(dǎo)娃舌十.普盅部干電也FF1阻箝小，4布志的的雨干青河吃（Li諼同字報(bào)判7苒線，遵刃虛制F美優(yōu)森，別諄電流表內(nèi)膽均為口

23、. 2。白.瓜分折遽副量產(chǎn)生星建的作圜是C23何套寫M利用圉7所示電路測里電用電總拷租內(nèi)比的莢驗(yàn)去罪：仃團(tuán)是由實(shí)安利據(jù)瑞出胴g H陽紫,用此才出怦調(diào)千必迷艷的電動目E_V. A69r-n. F百咕果留留二出函行斑二一，*IHRlHIRFRRHrf#；用訃111；：用m用的|rainHiiim»inin:iim»»cmiHiin !>,' >» '> iimmutttiitiHitmiiiiitaimittmititfl * IM* 0*， ,2.0卜E：LG字:件liSHSSSEHiailr L > >'> 0«>> *, M>MT（1）調(diào)節(jié)電阻箱R,斷開開關(guān)K,將開關(guān)S接D,記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)；斷開開關(guān)D ,再次調(diào)節(jié)電阻箱R,將開關(guān)S接D,記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)。（2） 2. 782. 33在利用伏安法測量某傳感器（可看成一個(gè)純電阻）在不同電壓下電阻變化情況的實(shí)驗(yàn)中，采用如