4.3 测量电源的电动势和内阻 测量电源的电动势和内阻 一、实验目的 1.掌握用电压表和电流表测量电源的电动势和内阻的方法. 2.能够根据数据绘制数据图像. 3.会利用计算法和图像法求电源的电动势和内阻. 二、实验原理 根据闭合电路欧姆定律,如图所示,改变滑动变阻器的阻值,从电流表、电压表中读出几组I和U的值,通过数据处理求出E和r的值. 三、数据处理 1.公式法 把测量的几组数据分别代入E=U+Ir中,然后两个方程为一组,解方程求出几组E、r的值,最后对E、r分别求平均值作为测量结果. 2.图像法 (1)以I为横坐标、U为纵坐标建立直角坐标系,根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点. (2)用直尺画一条直线,使尽量多的点落在这条直线上,不在直线上的点,能大致均匀地分布在直线两侧. (3)如图所示. ①图线与纵轴交点的纵坐标表示E. ②图线与横轴交点的横坐标表示I短,I短=. ③图线的斜率绝对值表示r,r=||. 【典例突破】 [典例1] 利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差.应该选择的实验电路是题图中的( ) [典例2] (2023年第二次广东合格性考试)如图是“测量电源的电动势和内阻”的实验电路.为完成实验,与电压表的负接线柱相连接的接线位置是( ) A.位置a B.位置b C.位置c D.位置d [典例3] (2023年第二次广东合格性考试)某同学按图所示的电路测量两节干电池的电动势和内阻,每节电池电动势略小于1.5 V,电压表可选量程有 0～3 V和0～15 V.下列说法正确的是( ) A.电压表量程选用0～15 V B.闭合S前,应调节滑动变阻器的滑片至N端 C.闭合S后,滑片越靠近M端,电流表示数越大 D.闭合S后,滑片越靠近M端,电压表示数越大 [典例4] 某研究性学习小组用如图甲所示的电路,测量一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用.按正确的器材连接好实验电路后,接通开关,改变滑动变阻器的阻值R,读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U,并做记录.某同学记录的实验数据,根据这些数据在图乙中画出了 U-I图线.根据图线得到被测电池的电动势E约为( ) A.1.45 V B.1.5 V C.2 V D.2.5 V 知识分点突破 知识点 典例突破 [典例1] A 干电池内阻较小,和电流表的内阻差不多.测量电源电动势和内阻时,实验原理是U=E-Ir,若相对电源采用电流表内接法,有U=E-I(r+RA),测出的电动势是准确的,而电源的内阻测量值为r′=r+RA,由于电流表内阻跟电源内阻差不多,导致误差较大;若相对电源采用电流表外接法,实验的误差主要是由电压表分流所致,由于电压表内阻远大于滑动变阻器和电流表内阻,电压表的分流作用可以忽略,A正确,B错误;测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律 E=U+Ir,用电压表测量路端电压U、用电流表测量电流I,利用滑动变阻器调节外电阻,改变路端电压和电流,实现多次测量,只有一个电流表和滑动变阻器或一个电压表和滑动变阻器无法进行测量,C、D错误. [典例2] C 电压表要测量电源的路端电压,故只能接位置c;接位置a测的是电流表的电压,接位置b测的是电流表和滑动变阻器的电压,接位置d开关闭合造成电压表短路. [典例3] D 为减小实验误差,电压表应选择小量程,即电压表量程选用0～3 V,选项A错误;开关闭合前,滑动变阻器的滑片应处于电阻最大的M处,选项B错误;闭合S后,滑片越靠近M端,外电路电阻越大,此时电路的总电阻越大,总电流越小,即电流表示数越小,内阻上的电压越小,则路端电压越大,即电压表示数越大,选项C错误,D正确. [典例4] A 根据闭合电路的欧姆定律U=E-Ir,在U-I图像中,图线与纵轴的截距表示电源电动势,由题图乙可读出E=1.45 V.4.3 测量电源的电动势和内阻 1.利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差.下列说法正确的是( ) A. ... ...
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