|
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
I/A | I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | I6 |
U/V | U1 | U2 | U3 | U4 | U5 | U6 |
分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值作为测量结果： E＝，r＝。
(2)图象法
①根据多次测出的U、I值，作U－I图象；
②将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是_________________；
③横轴截距点(路端电压U＝0)意味着短路情况，它的数值就是_________________；
④图线斜率的绝对值等于_________________，即
，如图所示。
3．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)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化。
(3)当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。
如图所示，此时图线与纵轴的交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用
求出。
如右图所示，电池的电动势E＝________，内阻r＝________（保留两位有效数字）。
三、误差分析
1．偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I 图像时描点不准确。
2．系统误差
(1)电路如图甲所示，产生实验误差的原因是______________，测量值与真实值的关系为：___________________。
(2)电路如图乙所示，产生实验误差的原因是______________，测量值与真实值的关系为：___________________。
课堂练习
一、伏安法测E、r的仪器选择与数据处理
例1．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是右图中的 (填“甲”或“乙”)。
(2)现有电流表(0～0.6 A)，开关和导线若干，以及以下器材：
A.电压表(0～15 V) B.电压表(0～3 V)
C.滑动变阻器(0～50 Ω) D.滑动变阻器(0～500 Ω)
实验中电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 。
(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在下图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线。
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U(V) | 1.45 | 1.40 | 1.30 | 1.25 | 1.20 | 1.10 |
电流I(A) | 0.060 | 0.120 | 0.240 | 0.260 | 0.360 | 0.480 |
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，
内电阻r＝________Ω。
课后巩固
1．(多选)如图所示，是根据某次测定电池的电动势和内阻的实验记录的数据作出的U－I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是( )
A．纵轴截距表示待测电池的电动势，即E＝3.0V
B．横轴截距表示短路电流，即I0＝0.6A
C．根据r＝，计算出待测电池内阻为5Ω
D．根据r＝||，计算出待测电池内阻为1Ω
2．(多选)用图象法计算电动势和内阻时，先要描点，就是在U－I坐标系中描出与每组I、U值对应的点，以下说法中正确的是( )
A．这些点应当准确地分布在一条直线上，即U－I图线应通过每个点
B．这些点应基本上在一条直线上，由于偶然误差不能避免，则U－I图线不可能通过每一个点
C．不在U－I图线上的点应当大致均衡地分布在图线两侧
D．个别偏离直线太远的点，应当舍去
3．在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路。
(1)按图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来。
(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”)。
|
| |
丙
(3)如图是根据实验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝_________V，
内阻r＝_____Ω。
4. 在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中(1)备有如下器材：
A．干电池1节
B．滑动变阻器(0～20 Ω)
C．滑动变阻器(0～1 kΩ)
D．电压表(0～3 V)
E．电流表(0～0.6 A) F．电流表(0～3 A)
G．开关、导线若干
其中滑动变阻器应选________，电流表应选________。(只填器材前的序号)
(2)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图________
(3)某同学根据实验数据画出的U—I图象如图所示，由图象可得电池的电动势为________
V，内电阻为________ Ω
|
★5．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：
A．干电池E(电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω)
B．电流表A1(满偏电流3mA，内阻r1＝10Ω)
C．电流表A2(0～0.6A，内阻0.1Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20Ω，10A)
E．滑动变阻器R2(0～100Ω，10A)
F．定值电阻R3(990Ω)
G．开关和导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是________。(填字母代号)
(2)请画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图。
(3)如图为某一同学根据他所设计的实验绘出的I1－I2图线(I1为A1的示数，I2为A2的示数)，由图线可求得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。
课前预习
二、实验操作与实验数据的处理
电池电动势E， 短路电流，电池的内阻r。
E＝1.5 V，r＝0.83Ω。
三、误差分析
2．（1）电压表的分流，E测<E真；r测<r真。
（2）电流表的分压，E测＝E真；r测>r真。
课堂练习
例1．答案 (1)甲 (2)B C
(3)如图所示 (4)1.50(1.49～1.51) 0.83(0.81～0.85)
解析：(1)如果用乙电路，误差来源于电流表的分压，测量时将电流表内阻当成电源内阻的一部分，而电流表内阻与电源内阻很接近，故电源内阻测量误差大；用甲电路，误差来源于电压表的分流，因为电压表的内阻远大于滑动变阻器的电阻，故电压表分流很小，测量引起的误差小，故选择甲电路图；
(2)电源电动势为1.5 V，因此电压表量程选择3 V，故选B；为使电路中的电流能大范围调节，需选用阻值小的滑动变阻器，故选C；
(3)先描点，然后用平滑的直线连接，就得到电源的U－I图像；
(4)由闭合电路的欧姆定律得U＝E－Ir，故U－I图像的纵轴截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，故E≈1.50 V，r≈0.83 Ω。
例2．答案 3.0 V 1.0 Ω
解析：由闭合电路欧姆定律，E＝I(R＋r)，得R＝－r。
由图乙中图线的斜率为电动势E，纵轴截距大小为内阻r。
得E＝ ＝3.0 V，r＝1.0 Ω。
课后巩固
1．答案 AD
解析：由于纵坐标并非从零开始，故横轴截距不是短路电流，内阻r＝||＝ Ω＝1 Ω。
2．答案 BCD
解析：用描点法画图象时，应使这些点基本在一条直线上，不在直线上的点要大致均衡地分布在图线两侧，个别偏离直线太远的点是由于偶然误差造成的，应当舍去。
3．答案 (1)见解析图 (2)B (3)1.5 1.0
解析： (1)电路连接如图。
(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B端。
(3)由图象可知，电源电动势为1.5 V，内阻r＝ Ω＝1.0 Ω。
4．答案 1.5 3.0
解析：由闭合电路欧姆定律可知：I＝，即：＝＋；
－R图像的斜率为＝，解得：E＝1.5 V；纵截距＝2.0，解得：r＝3.0Ω。
4．答案
(1)D
(2)
(3)1.48(1.47～1.49均可) 0.75
|
|
