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课件网) 1 | 实验思路 第三节 测量电源的电动势和内阻 1.伏安法:根据闭合电路欧姆定律,电源电动势E、内阻r与路端电压U、电流I的关 系可以写成U=E-Ir,测出多组U、I数据,就可以用作图法求解E和r。电路如图所示。 2.安阻法:根据闭合电路的欧姆定律,可以写出 = R+ ,测出I、R的多组数据,就 可以用作图法求解出E和r。电路如图所示。 3.伏阻法:根据闭合电路的欧姆定律,可以写出 = · + ,测出U、R的多组数据 就可以用作图法求解出E和r。电路如图所示。 2 | 实验步骤(以伏安法为例) 1.电流表用0~0.6 A量程,电压表用0~3 V 量程,按实验原理图连接好电路。 2.把滑动变阻器的滑片移到最左端,使其连入电路的阻值最大。 3.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显的示数,记录一组数据(I1、U1)。 4.改变滑动变阻器的阻值,重复步骤3,测量几组I、U值。 5.断开开关,整理好器材。 3 | 数据分析(以伏安法为例) 1.计算法 由E=U1+I1r、E=U2+I2r可解得 E= ,r= 。 可以利用U、I的值多求几组E、r的值,算出它们的平均值。 2.作图法 (1)本实验中,为了减小实验误差,一般用图像法处理实验数据,即根据测出的多组 U、I数据,作出U-I图像。 (2)将图线两端延长,纵轴截距点对应断路情况,这时的电压U等于电池电动势E。 (3)横轴截距点(路端电压U=0)对应短路情况,这时的电流I等于短路电流 。 (4)图线斜率的绝对值等于电池的内阻r,即r= = ,如图所示。 1.为使电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较小的新干电池。 ( ) 提示:为使电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较大的旧干电池。 2.处理实验数据时,为了更好地利用数据,画U-I图线时,要使全部的点落在所画图 线上,个别偏离图线太远的点也不能舍去。 ( ) 提示:在画U-I图线时,为减小实验中的偶然误差,个别偏离图线太远的点应舍去。 3.若干电池的路端电压变化不明显,作图像时,纵坐标可不从零开始。 ( √ ) 提示:当干电池的路端电压变化不是很明显时,纵轴的标度可取得小一些,且纵轴 的刻度可以不从零开始,此时图线与纵轴交点的纵坐标仍表示电池的电动势E,但 图线与横轴交点的横坐标不再表示短路电流。 4.电源的U-I图线的斜率的绝对值等于电源的内阻。 ( √ ) 知识辨析 1.要点总结及实验注意事项 (1)为使电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的 电压表。 (2)干电池在以较大电流放电时,电动势会明显减小,内阻r会明显增大,故长时间放 电电流不宜超过0.3 A,短时间放电电流不宜超过0.5 A。因此,实验中不要将电流I 调得过大,读数时要快,每次读完应立即断电。 1 伏安法测电源电动势和内阻的注意事项与误差分析 (3)要测出不少于6组U、I数据,且变化范围要大些。用方程组求解时,建议将第1 次和第4次测出的数据分为一组,第2次和第5次的分为一组,第3次和第6次的分为 一组,分别解出E、r值再取平均值。 (4)在画U-I图线时,要使尽可能多的点落在一条直线上,不在直线上的点均匀分布 在直线的两侧,个别偏离直线太远的点要舍去。这样可以减小偶然误差,从而提 高精确度。 (5)当干电池的路端电压变化不是很明显时,纵轴标度可取得小一些,且纵轴的刻 度可不从零开始。 2.系统误差 根据E=U+Ir测E、r,要求U是电源的路端电压,I是流过电源的总电流。但由于电 流表、电压表内阻的影响,存在系统误差。 (1)如图甲所示,电压表的读数是准确的,但由于电压表的分流作用,电流表的读数 小于总电流I。而且电压表的读数越大,分流越大;读数越小,分流越小。 如图乙所示,对实验作出的测量图线(实线)进行修正可得到虚线,对比实验图线和 修正图线,易得E测
