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课件网) 第3节 测量电源的电动势和内电阻 1.通过对电源的电动势和内电阻的测量,知道本实验的设计原理和方法,会使用常见的基本仪器. 2.通过对实验数据的收集处理,学会用“代数法”和“图象法”分析处理实验数据. 3.培养用数学方法处理物理问题,发现物理规律的能力. 1.实验原理:应用闭合电路欧姆定律即E=U+Ir. 2.实验所用电路图:(如下图所示) 1.待测电池1节; 2.滑动变阻器一只(0~100 Ω); 3.电压表(0~3 V); 4.电流表(0~0.6 A); 5.开关1只; 6.导线若干. 一、仪器安装 1.电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按原理图连接好电路; 2.把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端; 二、测量与记录 1.闭合开关、调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数. 2.用同样的方法,测量并记录几组U、I数值并记录下来. 三、整理仪器与数据处理 1.断开开关、整理好仪器. 2.根据测量的数据绘制U-I图线,所得图线的延长线与U轴交点即为电源电动势E,图线斜率的绝对值即为电池的内阻r(也可解方程组计算出E、r). 3.处理数据的方法 1.使用内阻大些(用过一段时间)的干电池,在实验中不要将I调得过大,一般不超过0.5 A,每次读完U、I读数立即断电,以免干电池在大电流放电时极化现象过重,E、r明显变化. 2.测出不少于6组(I,U)数据,且U、I变化范围尽量大些. 3.在画U-I图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,而不要顾及个别离开较远的点以减小偶然误差. 5.合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差,电压表选取0~3 V量程,电流表选取0~0.6 A量程. 由于电压表的分流作用,电动势E、内阻r的测量值均小于真实值. 在测定一节干电池(电动势约为1.5 V,内电阻约为2 Ω)的电动势和内电阻的实验中,滑动变阻器和电压表各有两个供选. A.电压表量程为15 V B.电压表量程为3 V C.变阻器为(20 Ω,3 A) D.变阻器为(500 Ω,0.2 A) (1)电压表应该选_____(填“A”或“B”),这是因为_____. (2)变阻器应选_____(填“C”或“D”),这是因为_____. 【解析】 由于电源电动势约为1.5 V,故选量程为0~3 V的电压表B,读数既准确,又方便;D滑动变阻器的额定电流太小,最大阻值太大,调节不方便,故选C变阻器. 选电压表、电流表时不要认为量程越大越好,应使指针偏转大些,以减小读数时的相对误差.滑动变阻器的选取以调节方便为原则,既考虑最大阻值,又要看额定电流是否符合要求. 如图所示,是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内阻的实验所用器材,用实线将它们连成实验电路. 【解析】 首先画出实验电路图如下图a所示,依据电路图连接实物如图b所示.因为待测电源电动势约为3 V,所以电压表选用0~3 V的量程;干电池的允许电流一般在0.5 A左右,所以电流表应选用0~0.6 A的量程;还有一点就是注意开关闭合前,要使变阻器接入电路的阻值尽量大些,保护电流表,以防烧坏. 连接实物电路图时,要注意以下几点: (1)先画出原理图,这是连接实物的依据; (2)先接干路,再接支路,例如本题中电压表可看做支路,因此先把电源、开关、电流表、滑动变阻器依顺序连成闭合电路. (3)注意电源的正负极、电表的正负接线柱、电表量程的选择以及滑动变阻器接线柱的合理选用. 用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r,所用电路如下图(a)所示,一位同学测得的6组数据如下表所示. 组别 1 2 3 4 5 6 电流I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 电压U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 (1)试根据这些数据在下图(b)中作出U-I图线. (2)根据图线求出电池的电动势E=_____ V,电池的内电 ... ...