1.在《測定電池的電動勢和內(nèi)電阻》的實驗中,待測電池、開關和導線配合下列哪些儀器.可以達到測定目的( )
A.一只電流表和一只滑動變阻器
B.一只電流表和一只電壓表
C.一只電流表和一只電阻箱
D.一只電壓表和一只電阻箱
4. 根據(jù)閉合電路歐姆定律,可以寫出電源電動勢E、內(nèi)電阻r與路端電壓U 、電路外電阻R的關系式,為 。根據(jù)這個關系式,你可以利用哪些實驗器材來測定電源的電動勢E和內(nèi)電阻r?畫出實驗電路圖。
同步導學
用伏安法測電源電動勢和內(nèi)電阻時應注意:
(1)應選用內(nèi)阻大一些(用過一段時間)的干電池,在本實驗中不要把電流調(diào)得過大,每次讀完示數(shù)后立即斷電。
(2)在畫U-I圖象時,要使較多的點落在這條直線上,或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)。個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮。這樣,就可以使偶然誤差得到部分抵消,從而提高精確度。
(3)干電池內(nèi)阻較小時路端電壓U的變化也較小,即不會比電動勢小很多。這時,在畫U-I圖線時,縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始)。但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流,不過直線斜率的大小照樣還是電源的內(nèi)電阻。
例1 在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中,所用電流表和電壓表的內(nèi)阻分別為0.1Ω和1kΩ.下面分別為實驗原理圖及所需的器件圖.
(1).試在下圖中畫出連線,將器件按原理圖連接成實驗電路.
(2)一位同學記錄的6組數(shù)據(jù)見表.試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中畫出U-I圖線.根據(jù)圖象讀出電池的電動勢E= V,根據(jù)圖象求出電池內(nèi)阻r= Ω.
I(A) |
0.12 |
0.20 |
0.31 |
0.32 |
0.50 |
0.57 |
U(V) |
1.37 |
1.32 |
1.24 |
1.18 |
1.10 |
1.05 |
解析:(1)按照實物原理圖將實物連接如圖。
(2)根據(jù)表格中U、I數(shù)據(jù),在方格紙U-I坐標上找點描跡如圖,連直線時第四組數(shù)據(jù)(0.32A,1.18V)標出的點應該舍去不顧,然后將直線延長,交U軸于U1=1.46V(1.44-1.48也對),此即為電源電動勢;交I軸于I=0.64A,注意此時U2=1.00V,由閉合電路歐姆定律得。測得(0.67-0.77也對)。
解答:
解答如圖.E=1.46±0.02V,r=0.72±0.05Ω.
例2 用一只電流表和一只電壓表測電池電動勢和內(nèi)電阻的實驗電路有如圖所示的甲、乙兩種,采用甲圖測定E和r時產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差主要是由于 ;采用乙圖測定E和r時產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差主要是由于 ,為了減小上述系統(tǒng)誤差,當R遠小于RV時,應采用 電路。
解析:采用甲圖時系統(tǒng)誤差主要是由于電壓表分流,這時電流表的示數(shù)比干路電流;采用乙圖時系統(tǒng)誤差主要是由于電流表分壓,這時電壓表的示數(shù)比路端電壓小;當R遠小于RV時,應采用圖甲電路
例3 有兩只電壓表A和B,量程已知,內(nèi)阻不知等于多少;另有一節(jié)干電池,它的內(nèi)阻不能忽略,但不知等于多少.只用這兩只電壓表、開關和一些連接用的導線,能通過測量計算這節(jié)電池的電動勢(已知電動勢不超出電壓表的量程,干電池不許拆開).
(1)畫出你測量時所用的電路圖;
(2)以測得的量作為已知量,導出計算電動勢的式子.
解析: 測量電路如圖所示.
設電壓表的內(nèi)阻為RA和RB,電池的電動勢為E,內(nèi)阻為r.
先將電壓表A串聯(lián)接入電路中,記下其示數(shù)UA.根據(jù)歐姆定律,有
E=UA+ ①
然后,將電壓表A、B同時串聯(lián)接入電路中,記下兩表的示數(shù)UA′和UB,同理又有
E=UA′+UB+ ②
將等效為一個未知量,從①和②式中消去,所以電源電動勢為
E=
當堂達標
3.根據(jù)閉合電路歐姆定律,可以寫出電源電動勢E、內(nèi)電阻r與電路電流I 、電路外電阻R的關系式,為 。根據(jù)這個關系式,你可以利用哪些實驗器材來測定電源的電動勢E和內(nèi)電阻r?畫出實驗電路圖。
2.測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗原來就是閉合電路歐姆定律,對于一個給定的電池,電動勢和內(nèi)阻是一定的,由閉合電路歐姆定律可以寫出電源電動勢E、內(nèi)電阻r與路端電壓U、電流I 的關系式,為 。根據(jù)這個關系式,你可以利用哪些實驗器材來測定電源的電動勢E和內(nèi)電阻r?畫出實驗電路圖。
理解和掌握運用實驗手段處理物理問題的基本程序和技能,具備敢于質(zhì)疑的習慣、嚴謹求實的態(tài)度和不斷求索的精神,培養(yǎng)觀察能力、思維能力和操作能力,提高對物理學習的動機和興趣。
學習重點
掌握實驗原理和方法,學會處理實驗數(shù)據(jù)。
學習難點
用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。
自主學習
1.閉合電路歐姆定律的內(nèi)容
通過設計電路和選擇儀器,開闊思路,激發(fā)興趣。養(yǎng)成規(guī)范操作實驗并能科學、合理地處理數(shù)據(jù)的習慣。
2、學習用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。
1、了解并掌握測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實驗方法。
3、在測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中,用電源、電阻箱、電壓表連成如實驗圖10-13所示電路.一位同學記錄的6組數(shù)據(jù)見下表:
R/Ω |
2.0 |
3.0 |
6.0 |
10 |
15 |
20 |
U/V |
1.30 |
1.36 |
1.41 |
1.48 |
1.49 |
1.50 |
試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標紙上選擇適當?shù)淖鴺溯S,并在實驗圖10-14的方格紙上畫出圖線,根據(jù)圖線讀出電源的電動勢E=_ __V,求得電源的內(nèi)阻r=__ _Ω。
2、下面是在測某電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中記錄的六組數(shù)據(jù).請在直角坐標系中畫出U-I圖,并根據(jù)圖象算出待測電池的電動勢和內(nèi)電阻.
U(V) |
1.37 |
1.32 |
1.24 |
1.18 |
1.10 |
1.05 |
I(A) |
0.12 |
0.20 |
0.31 |
0.32 |
0.50 |
0.57 |
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