測定電源的電動勢和內(nèi)阻

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


實(shí)驗(yàn):測定電池的電動勢和內(nèi)阻


【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.學(xué)習(xí)測量電電動勢和內(nèi)阻的方法,掌握科學(xué)測量的主要步驟。
2.學(xué)會科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法,有公式法和圖像法。
【自主學(xué)習(xí)】
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
測定電的________________。

圖2.6-1
二、實(shí)驗(yàn)原理
1、圖2.6-1中,電電動勢E、內(nèi)電阻r,與路端電壓U、電流I的關(guān)系可寫為
E=______________。(1)
2、圖2.6-2中,電電動勢E、內(nèi)電阻r、電流I、電阻R的關(guān)系可寫為
E=______________。(2)
3、圖2.6-3中電E、內(nèi)電阻r、路端電壓U、電阻R的關(guān)系可寫為
E=______________。(3)


E r R
E r R

圖2.6-2 圖2.6-3
實(shí)驗(yàn)原理1是本節(jié)的重點(diǎn)。測出幾組U,I數(shù)值,帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組,可得到E,r值。這種方法誤差較大。還可以多測出幾組U,I值,然后在U-I坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組U、I值所對應(yīng)的點(diǎn),然后通過這些點(diǎn)畫一直線,如圖2.6-4所示,直線與縱軸的的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是電池的電動勢的大小,直線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是電池的短路電流Io=E/r,因此可求的內(nèi)電阻r=E/Io。
三、實(shí)驗(yàn)器材
_________ 、__________、__________、__________、開關(guān)、 U/V
導(dǎo)線。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.連接電路。如圖2.6-1所示。電流表取0.6A量程,電壓表
取3V量程,移動觸頭位置使連入電路中的有效阻值_______。 圖2.6-4
2.測幾組(I,U)值。閉合電鍵,移動變阻器觸頭位置,使電流有明顯示數(shù),記下一組(I,U)值,斷開電鍵。用同樣方法,多次移動變阻器觸頭位置,記錄多組(I,U)值,然后斷開電鍵。
3.建立坐標(biāo)系、描點(diǎn)?v軸表示__________,橫軸表示__________,取合適的標(biāo)度,使所描坐標(biāo)點(diǎn)分布絕大部分坐標(biāo)紙,必要時縱坐標(biāo)可以_________________。
4.據(jù)描出的坐標(biāo)點(diǎn)作出U-I圖像。應(yīng)使圖象盡量多的通過描出的點(diǎn),不在圖象上的點(diǎn)要盡量對稱的分布于圖線兩側(cè),誤差很大,應(yīng)堅決舍棄。
5.測算電動勢和內(nèi)電阻。準(zhǔn)確讀出U-I圖線與縱軸和橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo),并帶入U=E-Ir中,算出E=?r=?
【典型例題】
用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r,所用的電路如圖2.6-5所示,一位同學(xué)測得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。
組別 I(A) U(V)
1 0.12 1.37
2 0.20 1.32
3 0.31 1.24
4 0.32 1.18
5 0.50 1.10
6 0.57 1.05


(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2.6-6中作出U-I圖線。

(2)根據(jù)圖線得出電池的電動勢E=____V,電池的內(nèi)電阻r= ________ Ώ。
(3)若不作出圖線,只選用其中兩組U和I數(shù)據(jù),
可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r,這樣 做可能得出誤差很大的結(jié)果,選用第______組和第 ______組的數(shù)據(jù),求得E和r誤差最大。


【針對訓(xùn)練】
1.在測定電電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,為使實(shí)驗(yàn)效果明顯且不會損壞儀器,應(yīng)選擇下列電中的( )
A.內(nèi)阻較大的普通干電池 B.內(nèi)阻較小的普通蓄電池
C.小型交流發(fā)電機(jī) D.小型直流發(fā)電機(jī)
2.下面給出了幾種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理方法,其中既科學(xué)、直觀,又能減小偶然誤差的方法是 ( )
A.測出兩組I、U的數(shù)據(jù),代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中,既可求出E和r
B.多測幾組I、U的數(shù)據(jù),求出幾組E和r,最后分別求出其平均值
C.測出多組I、U的數(shù)據(jù),畫出U-I圖象,再根據(jù)圖象求E、r
D.多測出幾組I、U的數(shù)據(jù),分別求出I和U的平均值 ,用電壓表測出開路時的路端電壓即為電動勢E,再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r
3.為測定某一電池的電動勢和內(nèi)電阻,下面幾組器材中,能完成實(shí)驗(yàn)的是 ( )
A.一只電流表、一只電壓表、一只變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線
B.一只電流表、兩只變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線
C.一只電流表、一只電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線
D.一只電壓表、一只電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線
4.如圖2.6-7所示為某一電U-I曲線,由圖可知  ( )
A.電電動勢為2V B.電內(nèi)電阻為1/3Ώ
C.電短路時電流為6A D.電路路端電壓為1V時,電路中電流為5A
【能力訓(xùn)練】
1.下列關(guān)于電電動勢的說法中,正確的是
A.在某電池的電路中每通過2C的電荷量,電池提供的電能是4J,那么這個電池的電動勢是0.5V
B.電的路端電壓增大時,其電電動勢一定也增大
C.無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化,其電電動勢一定不變
D.電的電動勢越大,電所提供的電能就越多
2.下列關(guān)于閉合電路的說法中,錯誤的是
A.電短路時,電的內(nèi)電壓等于電動勢
B.電短路時,路端電壓為零
C.電斷路時,路端電壓最大
D.電的負(fù)載增加時,路端電壓也增大
3.如圖2.6-8所示是兩個不同電的U-I特性曲線,下列判斷正確的是 ( )
A.電動勢E1=E2,發(fā)生斷路時的電流I1〉I2
B.電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1〉r2
C.電動勢E1>E2,內(nèi)阻r1<r2
D.當(dāng)兩電的工作電流變化量相同時,電2的
路端電壓變化大

4.如圖2.6-9所示為根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的U-I圖象下列
關(guān)于這個圖象的說法正確的是 ( )
A.由曲線與縱軸的交點(diǎn)可知,電的電動勢E=3V
B.橫軸截距表示短路電流,即I短=0.6A
C.根據(jù)r=E/I短,計算出待測電的內(nèi)阻為5Ώ
D.根據(jù)r=△U/△I,計算出待測電的內(nèi)阻為1Ώ
5.在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5V,內(nèi)阻約為 2Ώ)的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,下列可選用的變阻器和電壓表為 ( )
A.電壓表量程為15V
B.電壓表量程為3V
C.變阻器為20Ώ,1A
D.變阻器為500Ώ,0.1A
6.如圖2.6-10所示為“測定電電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電
路圖通過變阻器阻值的改變得到兩組 數(shù)據(jù)(U1,I1)和(U2,I2)
則下列說法正確的是 ( )
A.如果兩個表的示數(shù)是準(zhǔn)確的,則r=(U2-U1)/(I1-I2)
B.如果兩個表的示數(shù)是準(zhǔn)確的,則r=(U1-U2)/(I1-I2)
C.受RV的大小影響,E、r的測量值比真實(shí)值偏小
D.RV越大,對E,r的影響越小
7.如圖2.6-11所示的電路中,R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻。測定電電動勢和內(nèi)阻時,如果偶然誤差可以忽略不計,則電動勢的測量值比真實(shí)值_______,內(nèi)阻的測量值比真實(shí)值________測量誤差產(chǎn)生的原因是______________。
8.如圖2.6-12所示,圖線a為電的U-I特性曲線,圖線b是電阻R的伏安特性曲線,用該電和該電阻組成的閉合電路,電的輸出功率為___________W, 電的效率為____________。
9.為了測定干電池的電動勢和內(nèi)阻,先用下列器材:a.1.5V干電池兩節(jié);b.電壓表(0-3v-15v);c.電流表(0-0 .6A-3.0A);d.滑動變阻器(0-20Ώ);e.滑動變阻器(0-1000Ώ);f.電阻箱(0-9999.9Ώ);g.開關(guān),導(dǎo)線等,將下列實(shí)驗(yàn)步驟按次
序排列___________ 
A.斷開開關(guān)
B.按照電路圖接好電路,電壓表用0-3V,電流表用0-0.6A
C. 移動滑鍵減小電阻,使電流表指針有較明顯的偏轉(zhuǎn),記錄電壓表和電流表的讀數(shù)
D.把滑動變阻器的滑鍵滑到一段使其阻值最大
E.在移動滑鍵減少電阻,記錄一組電流表、電壓表的示數(shù),且之后逐漸減小
F.閉合開關(guān)

【學(xué)后反思】
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
參考答案
典型例題:
(1)略 (2)1.46V 0.72Ώ (3)3 4
針對訓(xùn)練:
1.A 2.C  3.ACD 4.AD
能力訓(xùn)練:
1.C 2.D 3.AD 4.AD 5.BC 6.ACD 
7.沒有誤差 偏大電流表有內(nèi)阻 
8.4。叮%   
9.BDFCEA




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