资源描述
实验九 测定电源的电动势和内阻,注意事项 1可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。 2电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。 3计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求平均值。,误差分析 用图像法求E和r时作图不准确。 由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。 本实验中测量结果是：E测E真，r测r真。,例1 2015四川理综，8(2)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有： 电流表A1(量程030 mA)； 电流表A2(量程0100 mA)； 电压表V(量程06 V)； 滑动变阻器R1(阻值05 )； 滑动变阻器R2(阻值0300 )； 开关S一个，导线若干条。,热点一 伏安法测电源电动势和内阻,某同学的实验过程如下： .设计如图3所示的电路图，正确连接电路。 图3,.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图4所示的图线。 图4,.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复的步骤，得到另一条UI图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)。 回答下列问题： 电流表应选用_，滑动变阻器应选用_； 由图4的图线，得电源内阻r_； 用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx_，代入数值可得Rx；,若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_，电压表示数变化范围_。(选填“相同”或“不同”) 解析 因为电源电动势约为6 V，待测电阻以及电源的内阻都数十欧，估算出电流约为100 mA，因此电流表选择A2；由于滑动变阻器采用限流式接法，因此应选择较大的滑动变阻器，或者根据题图中(20 mA,5.5 V)来判断此时内阻分压约为0.5 V，那么根据串联电路的电压关系，此时滑动变阻器和定值电阻阻值和为几百欧姆，因此选R2；,由于电表为理想电表，因此待测电阻无论放在B、C间或者A、B间，对总电阻没有变化，因此电流不变，在滑动变阻器变化范围相同的情况下，电流表示数变化范围相同。由于待测部分的电阻阻值变化，因此会影响待测部分的分压，因此电压表示数变化范围会不同。,变式训练 1实验室中现有器材如实物图5甲所示，有： 电池E，电动势约10 V，内阻约1 ； 电流表A1，量程约10 A，内阻r1约0.2 ； 电流表A2，量程300 mA，内阻r2约5 ； 电流表A3，量程250 mA，内阻r3约5 ； 电阻箱R1，最大阻值999.9 ，最小阻值改变量为0.1 ； 滑动变阻器R2，最大阻值100 ；开关S，导线若干。 要求用图乙所示的电路测量图中某电流表A的内阻。,(1)在所给的三个电流表中，哪几个可以用此电路精确测出其内阻？ 答：_。 (2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图甲上连成测量电路。 (3)你要读出的物理量是_。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_。,解析 根据电路图可以看出，图乙中电流表A是被测表，则其两端电压就是电阻箱两端电压，利用两只电流表的读数差和电阻箱上显示的阻值可以求出该电压，这样就可以求出被测电流表的内阻。 (1)电流表A1不能精确测出其内阻，因这时图中的电流表A应为A2、A3中的一只，这使得电流表A1中的电流小于300 mA(或250 mA)，其指针的偏转极其微小，误差很大，而A2、A3可用此电路精确测出其内阻。,(2)若测电流表A3，实物连线如图所示。,答案 (1)见解析 (2)如解析图所示 (3)见解析,以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性、设计性等特点。,热点二 实验的拓展与创新(测定电源电动势和内阻的其他方法),1实验方法、方案的拓展(一电表，一电阻箱法),2实验器材的灵活选用 如：定值电阻可以作为保护电阻 定值电阻可以当电压表使用 定值电阻可以当电流表使用 内阻已知的电压表可以当小量程的电流表使用,例2 (2015天津理综，9)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用： A电流表：量程0.6 A，内电阻约1 B电流表：量程3 A，内电阻约0.2 C电压表：量程3 V，内电阻约30 k D电压表：量程6 V，内电阻约60 k E滑动变阻器：01 000 ，额定电流0.5 A F滑动变阻器：020 ，额定电流2 A,(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)。 (2)如图6为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_ _ 和_ 相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。,图6,(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图像法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标。 解析 (1)因三节干电池的电动势约为4.5 V，故电压表应选D；因干电池放电电流不宜超过0.5 A，故电流表应选A；由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用F即可。,(2)本实验的实验电路应如图。 为了连接成如图的实验电路，还需要用导线将a与d，c与g，f与h相连。,变式训练 2为测定电源的电动势和内阻，实验室提供了如下器材： 图7,A电源(电动势约为9 V) B电压表(视为理想电压表，量程03 V) C电阻箱R(0999.9 ) D定值电阻R0(铭牌上的数字模糊，末位只显示数字“0”) E开关、导线若干,答案 (1)10 (2)实验电路图如解析图所示 (3)9.0 V 2.0 ,
展开阅读全文