测定电源电动势和内阻教案

1、测定电源电动势和内阻”教案、利用电流表、电压表和滑动变阻器1.电路图图12.器材及电表量程选择(1)电池应选内阻较大的旧电池；(2)滑动变阻器选 010 即可；03V量程(两节干电池)。U的数据，代入方程组(3)电流表：00.6A量程；电压表：.数据处理(1)列式求解法通过改变R的阻值，测出两组I、E=U 1+l1rE=U2+l2r就可以求出电动势 E和内阻r.卜、评价：这样做虽然简单，误差却可能很大。(2)图像法由丸 + ,可得：U= - rI+E01X1 a以I为横坐标、U为纵坐标建立直角坐标系，根据测量数据描出电源的U-I图，则图线的纵截距等于电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻。评

2、价：这种方法能减小结果的误差，而且更简便、更直观。.误差分析(1)误差来源：对于图 1,由于电压表的分流，导致电流表读取的不是流过电源的电流；对于图2,由于电流表的分压，导致电压表读取的不是电源两端的电压。(2)误差分析：两种设计电路的误差分析可以利用等效电源法。对于图1,将虚线方框中的部分电路视为一个等效电源，实验所测电源E、r值即为该等效电源的E、r值，故E测E真，r测r真.对于图2,将虚线方框中的部分电路视为一个等效电源，实验所测电源E、r值即为该等效电源的E、r值，故E =E真，r测r真.评价：综合考虑，应选图1更好。变通：若电流表内阻已知，则应选图2更好；若电池内阻非常大(如水果电池

3、)，则应选图2更好。.注意问题：(1)实物连线时，注意电表极性和量程选择；(2)开关S闭合前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处(与分压式区别)；(3)改变滑片位置时，使电压表、电流表的示数变化适当大一些；(4)每测一组I、U值时，动作要快，开关要断开；(5)用U-I图处理数据时，纵坐标的值可以不从零值开始。6.原理改进实验电路图如图3所示。实验步骤：闭合开关 Si、S2,调节滑动变阻器 R、R, 使得灵敏电流计 G的本数为零，这时，A、B两点电势Ua=Ub , 即A、B相当于同一点，读出电流表和电压表的示数 Ii和Ui, 其中Ii就是通过电源E的电流。此时流过电源的电流的精确值是Ii,电源E的路

4、端电压的精确彳1是Ui,消除了电表对电路的影响(电流表的分压、电压 表的分流)。改变滑动变阻器 R、R的阻值，重新使得灵敏电流计的示数为零，读出电流表和电压表的 示数I2和U2.则E=Ii r+Ui解得：E= Ui U2 UII i I 2E=|2 r+U2一 U2 Uir I i I 2这种电路设计，通过巧妙引入辅助电源和灵敏电流计消除了电压表和电流表内阻带来的 系统误差。二、利用电流表和两个定值电阻(或电阻箱)i.电路图.数据处理(i)列式求解法通过改变电键S2的位置(或改变 R的阻值)，测出两组I的数据，代入方程组E=Ii(Ri+r)E=I2(R2+r)就可以求出电动势 E和内阻r.(2

5、)图像法iir由 E=I(R+r)可信：R IEE i ,以R为横坐标、-为纵坐标建立直角坐标系，I根据测量数据描出 -R图，则图线的斜率的倒数I等于电源的电动势，纵截距XE等于电源的内阻。.误差分析分析方法同图2,可得：E #=E真，r测r真.图9图10图11三、利用电压表和两个定值电阻（或电阻箱）1.电路图图62.数据处理（1）列式求解法通过改变电键S2的位置（或改变R的阻值），测出两组U的数据,代入方程组就可以求出电动势（2）图像法E U1E U2E和内阻由 E U UrR可得:U1 一 rR1UrR2r.,1以-为横坐标、R1 ,为纵坐标建立直角坐标系,U据测量数据描出1 _ i 一，

6、图，则图线的纵截距的倒数等R于电源的电动势,斜率X E等于电源的内阻。3.误差分析分析方法同图1,可得:E测E真,r测r真.四、利用两只电压表（其中一只内阻已知）1.电路图SI i I 2 Ii.实验步骤将内阻已知的电压表，如表 A,与电源连接，记下电压表所示的电压值Ua.再将两只电压表与电源串联，记下电压表所示电压值UT和Ub.数据处理设表A内阻为Ra （已知）、电源电动势为 E、内阻为r,根据全电路欧姆定律得：UaE Ua U B r Ra联立上面两式，就可以求出电动势E和内阻r.五、利用两只电流表（其中一只内阻已知）和一只保护电阻（阻值已知）1.电路图注意：图中电流表 Ai和保护电阻R的位置不能交换。.实验步骤Si断开S2闭合，读出电流表 Ai的示数Ii;Si、S2均闭合，读出两电流表的示数Ii和|2，；.数据处理设表Ai内阻为ri （已知），保护电阻阻值为 R,电源电动势为 E、内阻为r,根据全电 路欧姆定律得： TOC o 1-5 h z E=Ii 门 + Ii （ R+r）