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2015届高考物理总复习讲义之实验部分:实验3测定电源的电动势和内阻


实验 3 测定电源的电动势和内阻 实验目的 1.掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法. 2.学会用图象法求电源的电动势和内阻. 实验原理 1.实验依据:闭合电路欧姆定律. 2.实验电路:如图 7-5-1 所示 图 7-5-1 3.E 和 r 的求解 由 U=E-Ir ? ?U1=E-I1r 得:? ,解得: ?U2=E-I2r ? I U -I U ? ?E= I -I ? U -U ? ?r= I -I 1 2 2 1 2 2 1 1 2 1 4.作图法数据处理:如图 7-5-2 所示. 图 7-5-2 (1)图线与纵轴交点为 E. E (2)图线与横轴交点为 I 短= . r [来源:学科网 ] ΔU (3)图线的斜率绝对值表示 r=| |. ΔI 实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺、铅笔 等. 实验步骤 1.电流表用 0.6 A 量程,电压表用 3 V 量程,按图 7-5-1 连接好电路. 2.把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端. 3.闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1).用同样方法 测量出多组 I、U 值,填入表格中. 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A 4.断开开关,拆除电路,整理好器材. 注意事项 1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电 池). 2.要测出不少于 6 组的(I,U)数据,且变化范围要大些,然后用方程组求解,并求平 均值. 3.若 U-I 图线纵轴刻度不是从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,电源 E ΔU 的内阻不能用 r= 确定.应根据 r=| |确定. ΔI I短 误差分析 1.由读数不准和电表线性 不良引起误差. 2.用图象法求 E 和 r 时,由于作图不准确造成误差. 3.测量过程中通电时间过长或电流过大,都会引起 E、r 变化. 4.电压表和电流表的内阻影响造成误差. [来源:Z.xx.k.Com] 考点一 利用伏阻法测量 E 和 r (2011· 四川高考)为测量一电源的电动势及内阻 (1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为 9 V 的电压表 A.量程为 1 V、内阻大约为 1 kΩ 的电压表 ○V1 B.量程为 2 V、内阻大约为 2 kΩ 的电压表 ○V2 C.量程为 3 V,内阻大约为 3 kΩ 的电压表 ○V3 选电压表________串联________kΩ 的电阻可以改装成量程为 9 V 的电压表. (2) 利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表 ( 此表用符号 ○V1 、 ○V2 、 ○V3 与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源 电动势及内阻的实验原理电路图. (3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为 1.50 V 时,电阻箱的阻值为 15.0 Ω;电压表示数为 2.00 V 时,电阻箱的阻值为 40.0 Ω,则电源的电动势 E=________V, 内阻 r=________Ω. 【解析】 (1)改装电压表需根据电压表内阻计算分压电阻的电阻值, ○V3 表的量程 扩大 3 倍即为改装的电压表,故应选 C,要将量程为 3 V,内阻 3 kΩ 的电压表改装为量程 9 V-3 V 为 9 V 的电压表,串联分压电阻的阻值为 R= =6 000 Ω=6 kΩ. 3V 3×103 Ω (2)电路原理图如图所示. (3)根据闭合电路欧姆定律知 3U E=

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