1、高考资源网（） 您身边的高考专家高二物理高二物理学案授课内容： 测电源电动势和内电阻 组卷人: 史建华 审核人：曹丽娟 一、实验目的1掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律2掌握用图象法求电动势和内阻的方法二、实验原理1实验依据：闭合电路欧姆定律2实验电路：如图所示（电流表内接法或外接法）3E和r的求解：由UEIr得：， 解得：4作图法数据处理，如图所示：(1)图线与纵轴交点为E. (2)图线与横轴交点为I短.(3)图线的斜率表示r|.三、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、铅笔四、实验步骤1电流表用0.6 A量程，
2、电压表用3 V量程，按图连接好电路 2把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端3闭合电键，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，用同样方法测量并记录几组I、U值，并填入表格中 4断开开关，拆除电路，整理好器材五、数据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法. 第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A法一：取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小法二：以路端电压U为纵轴
3、、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率大小即为电池的内阻，即r|.六、误差分析1由读数误差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的误差3本实验若采用电流表内接法：存在系统误差，这是由于电压表的分流IV引起的，使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真因为I真I测IV，而IVU/RV，U越大，IV越大，U趋近于零时，IV也趋近于零所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵
4、轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小修正后的图线如图所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，r测r真、E测r真四、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池)2在实验中不要将I调得过大，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，使得E、r明显变化（E减小、r增大）3测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均值 4在画UI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
5、，而不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差5干电池内阻较小时，U的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)，如图乙所示，并且把坐标的比例放大，可使结果的误差减小此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势，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.五、实验创新1安阻法用一个电流表和电阻箱测量，电路如图，测量原理为：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大 2伏阻法用一个电压表和
6、电阻箱测量，电路如图，测量原理为：EU1r，EU2r，由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小六、典型题分析题型一：器材选择和数据处理【例1】用如图所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：A电压表V：03 V和015 V两个量程； B电流表A：00.6 A和03 AC滑动变阻器R1(最大电阻为20 ) ；D滑动变阻器R2(最大电阻为100 )E开关S和导线若干(1)电流表应选用_量程；电压表应选用_量程；滑动变阻器应选_(选填“R1”或“R2”)(2)如图所示UI图上是根据实验测得的7组数据标出的点请你画出图线，并由图线求出E_V，r_. 【解析】(1)因为电源的电动
7、势接近1.5 V，则电压表应该选择03 V量程，电池的内阻一般为几欧，则电流表应该选择00.6 A量程；同时为了方便调节，滑动变阻器应该选择阻值较小的，故选R1. (2)将实验过程中描出的点用直线连接起来，连接时要使尽量多的点在直线上，不在直线上的点尽量分布在直线的两侧由得到的直线可知，电源电动势为1.5 V，在直线上取一点，代入EUIr，可以求出电源的内阻为0.5 . 【答案】(1)00.6 A03 VR1；(2)图线如图所示1.50.5题型二：实验创新【例2】(2010年高考江苏卷)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路
8、(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到_(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R010的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_(填选“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)根据实验数据描点，绘出的R图象是一条直线若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E_，内阻r_.(用k、b和R0表示)【解析】(1)电阻箱接入回路中的电阻越大，回路电流就越小，起保护电源、防止烧坏电压表的作用(2)方案1中电阻箱接入电路的电阻太大，电压表示数太小，误差太大因此采用方案2.(3)由闭合电路欧姆定律可知，R，所以k，b，解得E，rR0.【答案】(1)最大值(2)2(3)R0高考资源网版权所有，侵权必究！
