實驗(12):測定電池的電動勢和內(nèi)阻,一、實驗原理圖,二、基本實驗要求 1.實驗?zāi)康? (1)掌握測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實驗方法。 (2)會用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻,進一步加深對閉合電路歐姆定律的理解。 2.實驗原理: 本實驗的依據(jù)是閉合電路歐姆定律。實驗電路圖如圖所示,改變滑動變阻器的阻值,從電壓表、電流表中讀出幾組U、I值,記錄在表格中。用解析法或圖象法處理數(shù)據(jù)。 3.實驗器材: 電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺。,4.實驗步驟: (1)確定電流表、電壓表的量程,按電路圖把器材連接好。 (2)將滑動變阻器的阻值調(diào)至最大。 (3)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,使電流表有明顯示數(shù),記錄電流表和電壓表的示數(shù)。 (4)用與步驟(3)同樣的方法測量并記錄6組左右U、I值。 (5)斷開開關(guān),整理好器材。 5.數(shù)據(jù)處理: (1)由解析法求解E和r,由U=E-Ir解得E、r。 (2)由圖象法求解E和r,將實驗中測得的U、I值在U-I圖中描點作圖,如圖所示。 圖線與縱軸交點為E;圖線的斜率表示內(nèi)阻r。,6.注意事項: (1)器材及量程的選擇: 為了使路端電壓變化明顯,可使用內(nèi)阻相對較大的舊電池 實驗用的是一節(jié)干電池,因此實驗時一般采用量程03 V的電壓表。 電流不要過大,故電流表量程選00.6 A。 干電池的內(nèi)阻較小,為了獲得變化明顯的路端電壓,滑動變阻器選擇阻值較小一點的。 (2)電路的選擇:由于電流表內(nèi)阻與干電池內(nèi)阻比較接近,所以電流表應(yīng)采用外接法,如圖所示。,(3)實驗操作:電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴(yán)重,電動勢E會明顯下降, 內(nèi)阻r會明顯增大,因此,實驗中不要將電流調(diào)得過大,電表讀數(shù)要快,每次讀完后應(yīng)立即斷電。 (4)數(shù)據(jù)處理:干電池內(nèi)阻較小時,U的變化較小,往往呈現(xiàn)如圖甲所示的狀況,為此,可使縱坐標(biāo)不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始,如圖乙所示。,考點1,考點2,考點3,考點4,實驗原理和電路 典例4某實驗小組做“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路如圖甲所示:(1)電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流為 A。,考點1,考點2,考點3,考點4,(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)獲得U-I圖象如圖丙所示,則電動勢E= V,內(nèi)阻r= 。,答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,實驗器材的選擇與操作 典例5用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5 V,內(nèi)電阻約1 )的電動勢和內(nèi)電阻,除待測電池組、開關(guān)、導(dǎo)線外,還有下列器材供選用: A.電流表:量程0.6 A,內(nèi)電阻約1 B.電流表:量程3 A,內(nèi)電阻約0.2 C.電壓表:量程3 V,內(nèi)電阻約30 k D.電壓表:量程6 V,內(nèi)電阻約60 k E.滑動變阻器:01 000 ,額定電流0.5 A F.滑動變阻器:020 ,額定電流2 A,考點1,考點2,考點3,考點4,(1)為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用 ,電壓表應(yīng)選用 ,滑動變阻器應(yīng)選用 。(均填儀器的字母代號) (2)圖為正確選擇儀器后,連好的部分電路。為了使測量誤差盡可能小,還需在電路中用導(dǎo)線將 和 相連、 和 相連、 和 相連。(均填儀器上接線柱的字母代號),答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,圖象法處理實驗數(shù)據(jù) 典例6利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。要求盡量減小實驗誤差。 (1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖1中的 (選填“甲”或“乙”)。,考點1,考點2,考點3,考點4,(2)現(xiàn)有電流表(00.6 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材: A.電壓表(015 V) B.電壓表(03 V) C.滑動變阻器(050 ) D.滑動變阻器(0500 ) 實驗中電壓表應(yīng)選用 ;滑動變阻器應(yīng)選用 。(選填相應(yīng)器材前的字母),考點1,考點2,考點3,考點4,(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上,請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點,并畫出U-I圖線。,考點1,考點2,考點3,考點4,(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E= V,內(nèi)電阻r= 。,答案,解析,考點1,考點2,考點3,考點4,測定電池電動勢和內(nèi)阻的其他方法 1.用一個電流表和電阻箱測量,電路如圖甲所示,測量原理E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由此可求出E和r。 2.用一個電壓表和電阻箱測量,電路如圖乙所示,測量原理為E=U1+r,E=U2+r,由此可求出E和r。,考點1,考點2,考點3,考點4,典例7某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R- 圖線,其中R為電阻箱讀數(shù),I為電流表讀數(shù),由此可以得到E= V,r= 。,甲 乙,答案,解析,