高中物理 7.6測定電源的電動勢和內(nèi)阻教案 新人教版

1、§7.6實驗三：測定電源的電動勢和內(nèi)阻（復(fù)習(xí)學(xué)案） 一、實驗?zāi)康?掌握用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法；進一步理解閉合電路歐姆定律2掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻的方法二、實驗原理1實驗依據(jù)：閉合電路歐姆定律2實驗電路：如右圖甲所示3E和r的求解：由UEIr得：，解得：4作圖法數(shù)據(jù)處理，如右圖乙：(1)圖線與縱軸交點為E.(2)圖線與橫軸交點為I短.(3)圖線的斜率表示r.三、實驗器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆四、實驗步驟1電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按實驗原理圖甲連接好電路2把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端3閉

2、合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)用同樣方法測量幾組I、U值填入表格中4斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材五、數(shù)據(jù)處理本實驗中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點畫圖法 第1組第2組第3組第4組第5組第6組U/V      I/A      方法一：取六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r，取其

3、平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大小方法二：以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立UI坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組(U，I)值所對應(yīng)的點，然后盡量多地通過這些點作一條直線，不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點的縱坐標(biāo)即是電池電動勢的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線的斜率大小即為電池的內(nèi)阻r.即r.六、誤差分析1由讀數(shù)誤差和電表線性不良引起誤差2用圖象法求E和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差3本實驗采用的實驗原理圖甲所示的測量電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表的分流Iv引起的，使電流表的示數(shù)I測小于電池的輸出電流I真因為I真I測IV，而IVU/RV，U越大，IV越大，U趨近

4、于零時IV也趨近于零，所以此種情況下圖線與橫軸的交點為真實的短路電流，而圖線與縱軸的交點為電動勢的測量值，比真實值偏小修正后的圖線如右上圖所示，顯然，E、r的測量值都比真實值偏小，r測r真、E測E真4若采用如下圖甲所示電路，電流是準(zhǔn)確的，當(dāng)I很小時，電壓表的分流很小，但隨電壓的增大，電流I增大，電流表的分壓作用也逐漸增大此種情況如下圖乙所示，所示E測E真、r測r真 七、注意事項1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)選的大些(選用已使用過一段時間的干電池)2在實驗中不要將I調(diào)得過大，每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象嚴(yán)重，使得E和r明顯變化3測出不少于6

5、組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，類似于逐差法，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4組為一組，第2和第5組為一組，第3和第6組為一組，分別解出E、r值再求平均4在畫UI圖線時，要使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點應(yīng)對稱分布在直線兩側(cè)，不要顧及個別離開直線較遠的點，以減小偶然誤差5干電池內(nèi)阻較小時，U的變化較小，此時，坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如下圖甲所示的狀況，使下部大面積空間得不到利用為此，可使縱坐標(biāo)不從零開始而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)I必須從零開始)，如圖乙所示，并且把縱坐標(biāo)的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小此時圖線與橫軸交點不表示短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢要在直線上任取兩個相距較遠的點，用r計算出電池的內(nèi)阻r. 八、實驗改進由于在測量電路中，電壓表的分流作用和電流表的分壓作用，因此給實驗帶來了系統(tǒng)誤差，以下為兩種有針對性的改進措施1如有的題中引入了輔助電源，利用輔助回路和測量回路的電流相等，則靈敏電流計G中無電流這一特點，在測量電路中沒有電流表的情況下，仍能測得其回路中的電流，從而消除由于電流表的內(nèi)阻帶來的誤差2在實驗中由