高考物理专题突破（鲁科版）测定电源的电动势和内阻

欢迎进入物理课堂 1 实验目的 1 进一步理解闭合电路欧姆定律 掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内电阻的方法 2 掌握用图象法求电动势和内阻的方法 理解并掌握路端电压U与干路电流I的关系图象 即U I图象 与纵横坐标轴交点坐标的意义以及图象斜率的意义 2 实验原理用电流表和电压表测出和 再用闭合电路欧姆定律求出电池的电动势和内阻 3 实验器材被测电池 干电池 电流表 电压表 滑动变阻器 开关和导线等 电流 路端电压 4 数据处理方法 1 公式法 运用解方程组的方法求解E和r 为了减小实验的偶然误差 应该利用 I U 值多求几组E和r的值 算出它们的 2 图象法 对于E r一定的电源 路端电压U与干路的电流I组成的U I图象应该是一条 这条直线与纵轴的交点表示电源的 与横轴I的交点表示 图线斜率的绝对值表示电源的 平均值 直线 电动势 短路电流 内阻 考点实验过程1 实验步骤 1 连接电路 电流表取0 6A量程 电压表取3V量程 移动触头位置 使开关刚闭合时 连入电路中的有效阻值最大 2 测几组 I U 值 闭合开关 移动变阻器触头 使电流表有明显示数 记下一组 I U 值 然后断开开关 用同样的方法多次移动变阻器触头 记录多组 I U 值 最后断开开关 整理器材 3 建立坐标系 描点 纵轴表示电压 横轴表示电流 取合适的标度 使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上 必要时纵坐标可以不从零开始取值 4 根据描出的坐标点作出U I图象 5 测算电动势和内电阻 准确读出U I图线与纵轴和横轴的交点坐标 并代入公式U E Ir中 算出E和r 2 注意事项 1 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻应选得大一些 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 在画U I图线时 要使尽可能多的点落在这条直线上 不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧 不要顾及个别离开直线较远的点 以减小偶然误差 3 误差分析 1 由读数视差和电表线性不良引起误差 2 由于导线未焊接在电池的正 负极上 接触不良 造成电池内阻不稳定 单掷开关接触不良 造成电池内阻增大 3 每次读完电表示数后没有立即断开 而是长时间闭合开关S 甚至改变滑动变阻器阻值 全过程中始终放电 造成电池电动势E下降 内阻r增大 4 测量电路存在系统误差 未考虑电压表的分流作用 5 用图象法求E和r时 由于作图不准确造成的偶然误差 6 如图所示 在理论上有E U IV IA r 其中电压表示数U是准确的电源两端电压 而实验中忽略了通过电压表的电流IV而造成误差 如图中虚线段 而且电压表示数越大 IV越大 结论 当电压表示数为零时 IV 0 IA I短 短路电流测量值等于真实值 E测 E真 7 如采用图甲所示接法 IA为电源电流真实值 理论上有E U UA IAr 其中的UA不可知 从而造成误差 如图乙中虚线段UA 而且电流表示数越大 UA越大 当电流为零时 UA 0 电压为准确值 等于E 案例1 2010 江苏高考 在测量电源的电动势和内阻的实验中 由于所用电压表 视为理想电压表 的量程较小 某同学设计了如图所示的实物电路 1 实验时 应先将电阻箱的电阻调到 选填 最大值 最小值 或 任意值 2 改变电阻箱的阻值R 分别测出阻值R0 10 的定值电阻两端的电压U 下列两组R的取值方案中 比较合理的方案是 选填 1 或 2 案例2 2010 安徽理综 太阳能是一种清洁 绿色 能源 在我国上海举办的2010年世博会上 大量利用了太阳能电池 太阳能电池在有光照时 可以将光能转化为电能 在没有光照时 可以视为一个电学器件 某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法 探究一个太阳能电池在没有光照时 没有储存电能 的I U特性 所用的器材包括 太阳能电池 电源E 电流表A 电压表V 滑动变阻器R 开关S及导线若干 1 为了达到上述目的 请将下图连成一个完整的实验电路图 2 该实验小组根据实验得到的数据 描点绘出了如图所示的I U图象 由图可知 当电压小于2 00V时 太阳能电池的电阻 填 很大 或 很小 当电压为2 80V时 太阳能电池的电阻约为 答案 1 如图所示 2 很大1 0 103 965 1040 Q 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全