測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

1、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻【實(shí)驗(yàn)原理】1 .實(shí)驗(yàn)原理；根據(jù)閉合電路的歐姆定律，其方法有：如圖 89 - 1所示，改變 變阻器的阻值，從電流表、 電壓表中讀出幾組 U, I值，由U = E - Ir可得：_l U_U圖 89 - 1e - iiu 2 2 1 , r -u 21i r i 2i i i 2為減小誤差，至少測(cè)出6組U, I值，且變化范圍要大些，然后在U - I圖中描點(diǎn)作圖，由圖線縱截距和斜率找出E、r ,如圖89 - 2所示。2 .實(shí)驗(yàn)器材：被測(cè)電池(干電池)；電流表；電壓表；滑動(dòng)變阻器；電鍵和導(dǎo)線等.3 .實(shí)驗(yàn)步驟：(1) 確定電流表、電壓表的量程，按圖89 1示電路把

2、器材連接好；(2) 把變阻器的滑動(dòng)片移到一端使阻值最大；圖89 - 1用同樣方法測(cè)量并記錄幾組I、U 值;(4 )斷開(kāi)電鍵，整理好器材;(5)數(shù)據(jù)處理：用原理中方法計(jì)算或在U I圖中找出E、r .【考前須知】1.使用內(nèi)阻大些(用過(guò)一段時(shí)間)的干電池，在實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過(guò)大，每次讀完U、 I讀數(shù)立即斷電，以免于電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象過(guò)重，E、r明顯變化.2 .在畫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)，而不要顧及個(gè)別離開(kāi)較遠(yuǎn)的點(diǎn)以 減少偶然誤差.U/A4U/A3 .干電池內(nèi)阻較小時(shí)U的變化較小,坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)將呈現(xiàn)如圖89 - 3甲所示的狀況，下部大面

3、積空間得不到利圖 89 - 3UA01 0.2 0.3 0.40 5 0,6用，為此可使坐標(biāo)不從零開(kāi)始，如圖89 - 3乙所示，把坐標(biāo)的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小些.此時(shí)圖線與橫軸交點(diǎn)不表示短路電流.計(jì)算內(nèi)阻要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的(3) 閉合電鍵， 調(diào)節(jié)變阻器， 使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，點(diǎn)，用_卜U計(jì)算出電池的內(nèi)阻 r . I.-I4 .實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源與分析(1) 每次讀完電表示數(shù)沒(méi)有立即斷電，造成E、r變化;(2) 測(cè)量電路存在系統(tǒng)誤差，I真=I測(cè)十I v，末考慮伏特表分 流.【典型例題】例1現(xiàn)有一阻值為10 . 0 Q的定值電阻、一個(gè)開(kāi)關(guān)、假設(shè)干根導(dǎo)線和一

4、個(gè)電壓表，該電壓 表外表上有刻度但無(wú)刻度值，要求設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)定某電源內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案(電壓表 內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻約為幾歐)要求：(1) 畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.(2) 簡(jiǎn)要寫出完成接線實(shí)驗(yàn)步驟。(3) 寫出用測(cè)得的量，電源內(nèi)阻的表達(dá)式r = 。P移到不例2 (2000上海)某同學(xué)按如下圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)將變阻器的觸片同位置時(shí)測(cè)得各電表的示數(shù)如下表所示:序號(hào)A1示數(shù)(A)A2示數(shù)(A)V示數(shù)(V)V2示數(shù)(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48將電壓表內(nèi)阻看作無(wú)限大，電流表內(nèi)阻看作零。(1) 電路中E、r分別為電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，R1、

5、R2、R3為定值 電值，在這五個(gè)物理量中，可根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)求得的物理量(不要求具體計(jì)算)。(2) 由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了(但不為零)：假設(shè)這種情況的發(fā)生是由用電器引起的，貝何能的故障原因是。【習(xí)題練習(xí)】、選擇題1.下面給出多種用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法.其中既能減小偶然 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 = Ui + Iir和E = U 2+血，求出E、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)，畫出 U - I圖像，再根據(jù)圖像求E、r oD .多測(cè)出幾組 I、U的數(shù)

6、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)，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻ro2 .用電壓表和電流表測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，為了使測(cè)量值比擬準(zhǔn)確，以下措 施中，正確的選項(xiàng)是A.為了多測(cè)幾組電流、電壓值，應(yīng)盡量使回路中電流大些B .每次讀完電流值和電壓值之后，應(yīng)立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)C .在作路端電壓U和干路電流I的U - I圖線時(shí)，應(yīng)盡量使圖線在坐標(biāo)紙上分布的范圍大 些D .由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電池內(nèi)阻，應(yīng)把電流表接在電源附近3 .如下圖是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)畫出的U-I圖像，關(guān)于此圖像，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A .縱軸的裁距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，即E = 3.0VB .橫軸的截

7、距表示電源的短路電流，即I短=0.6AC .電源的內(nèi)阻r= 5 QD .電源的內(nèi)阻r= 1 Q二、解答題4 .用伏安法測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)，有下如實(shí)驗(yàn)步驟：A.翻開(kāi)電鍵，切斷電路B .恰中選擇實(shí)驗(yàn)器材，按電路圖連好電路.C、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，減小接入電路的電阻，記錄一組電流表和電壓表的示 數(shù)D .把滑動(dòng)變阻器的滑片滑至一端，使接入電路的電阻最大E. 逐次減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，記錄多組電流表和電壓表的示數(shù).F. 閉合電鍵接通電路.把以上步驟的序號(hào)按合理順序填寫在橫線上：5. 如下圖為測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖，用兩節(jié)干電池串聯(lián)做電源每節(jié) 電池電動(dòng)勢(shì)接近1.5V，內(nèi)阻約為

8、0.5 Q ,除給出的電源、導(dǎo)線和電鍵外，還有以下器材:A .直流電流表，量程B .直流電流表，量程00.6A，內(nèi)阻 0.5 Q ;03A，內(nèi)阻0.1 Q ;C .直流電壓表，量程03V ,內(nèi)阻Ik Q ;D .直流電壓表，最程015V，內(nèi)阻5 k Q;E.滑動(dòng)變阻器，阻值范圍010 Q，額定電流 2A ;F.滑動(dòng)變阻器，阻值范圍050 Q，測(cè)定電流1.5A其中電壓表應(yīng)選用 ;電流表應(yīng)選用 ;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用.改變R的阻值，得到兩組U 1、I 1 , U 2、I 2 的測(cè)量值，那么內(nèi)電阻 r =，電源電動(dòng)勢(shì)E =6. 某學(xué)生用電流表和電壓測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，所用滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為 0

9、-20 Q。連接電路的實(shí)物圖如圖89 3。(1)該學(xué)生接線中錯(cuò)誤的和不標(biāo)準(zhǔn)的做法是()(A )滑動(dòng)變阻器不起變阻作用i ft(B )電流表接線有錯(cuò)閻 111(C)電壓表量程選用不當(dāng)LUhl稈八二Vk J i、丿 f ikq(D )電壓表接線不妥J “ J 聲耳 Oi ALJF(2)在方框里畫出這個(gè)實(shí)驗(yàn)的正確電路圖。iVi星i7 .在測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)小組記錄的數(shù)據(jù)如下表所示.試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出U I圖線，由圖線可知，電源的電動(dòng)勢(shì)E =，內(nèi)電阻 ro4030O120I.40m0. 60 1/A典型例題1. 1 略2斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)Ni;合上開(kāi)關(guān)，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2 3r_ Ni N 2 R2.