實驗(12):測定電池的電動勢和內阻,一、實驗原理圖,二、基本實驗要求1.實驗目的:(1)掌握測定電池的電動勢和內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、導線、坐標紙和刻度尺。,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至最大。(3)閉合開關,調節(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,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03V的電壓表。電流不要過大,故電流表量程選00.6A。干電池的內阻較小,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:由于電流表內阻與干電池內阻比較接近,所以電流表應采用外接法,如圖所示。,(3)實驗操作:電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重,電動勢E會明顯下降,內阻r會明顯增大,因此,實驗中不要將電流調得過大,電表讀數(shù)要快,每次讀完后應立即斷電。(4)數(shù)據(jù)處理:干電池內阻較小時,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,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4.5V,內電阻約1)的電動勢和內電阻,除待測電池組、開關、導線外,還有下列器材供選用:A.電流表:量程0.6A,內電阻約1B.電流表:量程3A,內電阻約0.2C.電壓表:量程3V,內電阻約30kD.電壓表:量程6V,內電阻約60kE.滑動變阻器:01000,額定電流0.5AF.滑動變阻器:020,額定電流2A,考點1,考點2,考點3,考點4,(1)為了使測量結果盡量準確,電流表應選用,電壓表應選用,滑動變阻器應選用。(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電阻。要求盡量減小實驗誤差。(1)應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(00.6A)、開關和導線若干,以及以下器材:A.電壓表(015V)B.電壓表(03V)C.滑動變阻器(050)D.滑動變阻器(0500)實驗中電壓表應選用;滑動變阻器應選用。(選填相應器材前的字母),考點1,考點2,考點3,考點4,(3)某位同學記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應點已經(jīng)標在坐標紙上,請標出余下一組數(shù)據(jù)的對應點,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某研究性學習小組利用圖甲所示電路測量電池組的電動勢E和內阻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,