陕西省安康市石泉县江南高级中学高中物理选修3142测定电池的电动势和内阻学案

4.2测定电池的电动势和内阻预习案如图所示的电路，闭合开关s，调节滑动变阻器的触头，电压表读数为U1=2.5V时电流表读数I1=1.0A，改变滑动变阻器的触头位置，电压表读数为U1=2.0V时电流表读数I1=2.0A，求电源的电动势和内电阻.(电压表看成理想电表)一．原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r.二、测量数据处理方法1．代数法：运用解方程组求解E和r.为了减小实验的偶然误差，应该利用U，I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值．2．图象法对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I，U－I图象应该是一条直线，这条直线与纵轴的交点表示电源的电动势，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻．三、误差分析造成误差的主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些．U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大．E测<E真，r测<r真四、注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大一些，实验中不要将I调得过大；读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化．2．在画U－I图象时，要尽量使多数点落在直线上，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可舍去，这样可减小偶然误差，提高测量精确度．3．干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图2－9－3甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．此时图线与横轴交点不表示短路电流，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝ 计算出电池的内阻r.课堂练习:1．在用图2－9－9甲所示的电路测电池电动势和内电阻时，由于电压表的分流作用造成系统误差，图2－9－9乙所示的U－I图象中有两条直线AB和A′B，其中一条是根据实测数据画出的直线，另一条是修正电压表分流所引起的误差得到的直线，由图可知，正确的是()A．AB是根据实测数据画出的直线B．A′B是根据实测数据画出的直线C．路端电压U越大，通过电压表的电流越大D．由于电压表的分流作用，使电池电动势和内电阻的测量值都小于真实值2.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用的电路如左下图所示，一位同学测得的五组数据如表中所示.I/A0.120.200.310.320.50U/V1.371.321.241.181.10（1）试根据这些数据在右上图中作U—I图线.（2）根据图线得出电池的电动势E=_______V，根据图线得出的电池内阻r=_______Ω.（3）若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，可利用公式E=U1+I1r和E=U2+I2r算出E和r，这样做可能得出误差较大的数值，选用第_______组和第_______组的数据，求得E和r误差最大？3.在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中：（1）画出实验电路图(误差要小)（2）现备有以下器材：A．干电池1个B．滑动变阻器（050Ω）C．滑动变阻器（01750Ω）D．电压表（03V）E．电压表（015V）F．电流表（00.6A）G．电流表（03A）其中滑动变阻器应选______，电流表应选______，电压表