一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法；進(jìn)掌握用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法；進(jìn)一步理解閉合電路歐姆定律一步理解閉合電路歐姆定律2掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻的方法掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻的方法二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)依據(jù)：閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律2實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路：如圖所示如圖所示( (三三) )測定電源的電動勢和內(nèi)阻測定電源的電動勢和內(nèi)阻三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材電池電池(被測電源被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆坐標(biāo)紙、鉛筆四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟1電流表用電流表用0.6 A量程，電壓表用量程，電壓表用3 V量程，按如圖所示連接好量程，按如圖所示連接好電路電路2把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端3閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)據(jù)(I1、U1)用同樣方法測量幾組用同樣方法測量幾組I、U值填入表格中值填入表格中4斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點(diǎn)畫圖法描點(diǎn)畫圖法.方法一取六組對應(yīng)的方法一取六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r讓第讓第1式和第式和第4式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第2式和式和第第5式聯(lián)立方程，第式聯(lián)立方程，第3式和第式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r，取其平均值作為電池的電動勢取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r的大小的大小六、誤差分析六、誤差分析1由讀數(shù)誤差和電表線性不良引起誤差由讀數(shù)誤差和電表線性不良引起誤差2用圖象法求用圖象法求E和和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差3本實(shí)驗(yàn)采用的如圖所示的測量電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于本實(shí)驗(yàn)采用的如圖所示的測量電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表的分流電壓表的分流IV引起的，使電流表的示數(shù)引起的，使電流表的示數(shù)I測測小于電池的輸出電流小于電池的輸出電流I真真因?yàn)橐驗(yàn)镮真真I測測IV，而，而IVU/RV，U越大，越大，IV越大，越大，U趨近于零時趨近于零時IV也趨近于零所以此種情況下圖線與橫軸的交點(diǎn)為真實(shí)的短路電流，也趨近于零所以此種情況下圖線與橫軸的交點(diǎn)為真實(shí)的短路電流，而圖線與縱軸的交點(diǎn)為電動勢的測量值，比真實(shí)值偏小修正后的而圖線與縱軸的交點(diǎn)為電動勢的測量值，比真實(shí)值偏小修正后的圖線如圖所示，顯然，圖線如圖所示，顯然，E、r的測量值都比真實(shí)值偏小，的測量值都比真實(shí)值偏小，r測測r真真、E測測r真真 七、注意事項(xiàng)七、注意事項(xiàng)1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)選的大些為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)選的大些(選選用已使用過一段時間的干電池用已使用過一段時間的干電池)2在實(shí)驗(yàn)中不要將在實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大，每次讀完調(diào)得過大，每次讀完U和和I的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象嚴(yán)重，使得斷開電源，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象嚴(yán)重，使得E和和r明顯變化明顯變化3測出不少于測出不少于6組組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，類似于逐差法，要將測出的解時，類似于逐差法，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第數(shù)據(jù)中，第1和第和第4組為一組為一組，第組，第2和第和第5組為一組，第組為一組，第3和第和第6組為一組，分別解出組為一組，分別解出E、r值再值再求平均求平均4在畫在畫UI圖線時，要使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，不在圖線時，要使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)對稱分布在直線兩側(cè)，不要顧及個別離開直線較遠(yuǎn)直線上的點(diǎn)應(yīng)對稱分布在直線兩側(cè)，不要顧及個別離開直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，以減小偶然誤差的點(diǎn)，以減小偶然誤差八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)由于在測量電路中，電壓表的分流作用和電流表的分壓作用，因由于在測量電路中，電壓表的分流作用和電流表的分壓作用，因此給實(shí)驗(yàn)帶來了系統(tǒng)誤差，以下為兩種有針對性的改進(jìn)措施此給實(shí)驗(yàn)帶來了系統(tǒng)誤差，以下為兩種有針對性的改進(jìn)措施1可以引入輔助電源，利用輔助回路和測量回路的電流相等，可以引入輔助電源，利用輔助回路和測量回路的電流相等，則靈敏電流計(jì)則靈敏電流計(jì)G中無電流這一特點(diǎn)，如圖中無電流這一特點(diǎn)，如圖在測量電路中沒有電流表的情況下，仍能測得其回路中的電流，在測量電路中沒有電流表的情況下，仍能測得其回路中的電流，從而消除由于電流表的內(nèi)阻帶來的誤差從而消除由于電流表的內(nèi)阻帶來的誤差2在實(shí)驗(yàn)中由于在實(shí)驗(yàn)中由于V的分流，從而使的分流，從而使A的示數(shù)小于流過的示數(shù)小于流過電源的電流，而給測量帶來誤差可以將電源的電流，而給測量帶來誤差可以將V的內(nèi)阻測出，的內(nèi)阻測出，進(jìn)而求出進(jìn)而求出V的分流的分流IV，那么通過電源的電流就為，那么通過電源的電流就為IEIAIV，就可以消除由于電壓表的分流而帶來的誤差，就可以消除由于電壓表的分流而帶來的誤差 實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)誤差實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)誤差 (2009年高考安徽卷年高考安徽卷)用如圖所示的電路，測定一節(jié)干電用如圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動池的電動勢和內(nèi)阻電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護(hù)作起保護(hù)作用除電池、電鍵和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：用除電池、電鍵和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：(a)電流表電流表(量程量程0.6 A,3 A)(b)電壓表電壓表(量程量程3 V,15 V)(c)定值電阻定值電阻(阻值阻值1 、額定功率、額定功率5 W)(d)定值電阻定值電阻(阻值阻值10 ，額定功率，額定功率10 W)(e)滑動變阻器滑動變阻器(阻值范圍阻值范圍010 、額定電流、額定電流2 A)(f)滑動變阻器滑動變阻器(阻值范圍阻值范圍0100 、額定電流、額定電流1 A)：那么：那么：(1)要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇_V，電流表的，電流表的量程應(yīng)選擇量程應(yīng)選擇_ A，R0應(yīng)選擇應(yīng)選擇_ 的定值電阻，的定值電阻，R應(yīng)選擇應(yīng)選擇阻值范圍是阻值范圍是_ 的滑動變阻器的滑動變阻器(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是_ 規(guī)范解答規(guī)范解答(1)由于電源是一節(jié)干電池由于電源是一節(jié)干電池(1.5 V)，應(yīng)選擇量程為，應(yīng)選擇量程為3 V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般在幾歐左右，的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般在幾歐左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5 A左右，所以選量程為左右，所以選量程為0.6 A的電流的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會使得電表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成大的誤差；所以定值電阻選流表、電壓表取值范圍小，造成大的誤差；所以定值電阻選1 的；的；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取010 能很好地控制電路中的電流和電壓，若取能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0100 會出現(xiàn)開始幾會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象乎不變最后突然變化的現(xiàn)象(2)系統(tǒng)誤差一般由測量工具和使用的測量方法造成的，一般具系統(tǒng)誤差一般由測量工具和使用的測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用有傾向性，總是偏大或者偏小本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成測測真真，r測測r真真答案答案(1)30.61010(2)電壓表的分流電壓表的分流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 (2009年高考北京卷年高考北京卷)某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢一個電池該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢E和內(nèi)電阻和內(nèi)電阻r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱(最大阻值為最大阻值為999.9 ，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用)、一只電流表、一只電流表(量程量程Ig0.6 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻rg0.1 )和若干導(dǎo)線和若干導(dǎo)線(1)請根據(jù)測定電動勢請根據(jù)測定電動勢E和內(nèi)電阻和內(nèi)電阻r的要求，設(shè)計(jì)圖甲中器件的的要求，設(shè)計(jì)圖甲中器件的連接方式，畫線把它們連接起來連接方式，畫線把它們連接起來 (3)在圖丙上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線在圖丙上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線(4)根據(jù)圖丙描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢根據(jù)圖丙描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E_ V，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻r_ .規(guī)范解答規(guī)范解答(1)本實(shí)驗(yàn)是采用電流表和電阻箱組合測定電池電動本實(shí)驗(yàn)是采用電流表和電阻箱組合測定電池電動勢和內(nèi)阻，只需將它們串聯(lián)起來即可，實(shí)物連接如圖勢和內(nèi)阻，只需將它們串聯(lián)起來即可，實(shí)物連接如圖(2)如圖如圖答案答案(1)(2)(3)見規(guī)范解答見規(guī)范解答(4)1.5(1.461.54)0.3(0.250.35)現(xiàn)要按圖甲所示的電路測量一節(jié)舊干電池的電動勢現(xiàn)要按圖甲所示的電路測量一節(jié)舊干電池的電動勢E(約約1.5 V)和和內(nèi)阻內(nèi)阻r(約約20 )，可供選擇的器材如下：，可供選擇的器材如下：電流表電流表A1、A2(量程量程0500 A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為500 )，滑動變阻器，滑動變阻器R(阻值阻值0100 ，額定電流，額定電流1.0 A)，定值電阻，定值電阻R1(阻值約為阻值約為100 )，電，電阻箱阻箱R2(阻值阻值0999.9 )，開關(guān)、導(dǎo)線若干，開關(guān)、導(dǎo)線若干由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，為此，先將電流由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，為此，先將電流表改裝表改裝(擴(kuò)大量程擴(kuò)大量程)，然后再按圖甲所示電路進(jìn)行測量，然后再按圖甲所示電路進(jìn)行測量 (1)測量電流表測量電流表A2的內(nèi)阻的內(nèi)阻按圖乙電路測量按圖乙電路測量A2的內(nèi)阻，以下給出了實(shí)驗(yàn)中必要的操作的內(nèi)阻，以下給出了實(shí)驗(yàn)中必要的操作A斷開斷開S1B閉合閉合S1、S2C按圖乙連接電路，將滑動變阻器按圖乙連接電路，將滑動變阻器R的滑片調(diào)至最左端，的滑片調(diào)至最左端，R2調(diào)至最大調(diào)至最大D調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R2，使，使A1的示數(shù)為的示數(shù)為I1，記錄，記錄R2的值的值E斷開斷開S2，閉合，閉合S3F調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使，使A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)適中，記錄的指針偏轉(zhuǎn)適中，記錄A1的的示數(shù)示數(shù)I1請按合理順序排列實(shí)驗(yàn)步驟請按合理順序排列實(shí)驗(yàn)步驟(填序號填序號)：_.(2)將電流表將電流表A2(較小量程較小量程)改裝成電流表改裝成電流表A(較大量程較大量程)如果如果(1)中中測出測出A2的內(nèi)阻為的內(nèi)阻為468.0 .現(xiàn)用現(xiàn)用R2將將A2改裝成量程為改裝成量程為20 mA的電流的電流表表A，應(yīng)把，應(yīng)把R2調(diào)為調(diào)為_ 與與A2并聯(lián)，改裝后電流表并聯(lián)，改裝后電流表A的內(nèi)阻的內(nèi)阻RA為為_ .(3)利用電流表利用電流表A、電阻箱、電阻箱R3測電池的電動勢和內(nèi)阻用電流表測電池的電動勢和內(nèi)阻用電流表A、電阻箱電阻箱R3及開關(guān)及開關(guān)S按圖甲所示電路測電池的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時，按圖甲所示電路測電池的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時，改變改變R3的值，記錄下電流表的值，記錄下電流表A的示數(shù)的示數(shù)I，得到若干組，得到若干組R3、I的數(shù)據(jù)，的數(shù)據(jù)，然后通過作出有關(guān)物理量的線性圖象，求得電池電動勢然后通過作出有關(guān)物理量的線性圖象，求得電池電動勢E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r.請寫出與你所作線性圖象對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式請寫出與你所作線性圖象對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式_.請?jiān)谔摼€框內(nèi)坐標(biāo)中作出定性圖象請?jiān)谔摼€框內(nèi)坐標(biāo)中作出定性圖象(要求標(biāo)明兩個坐標(biāo)軸所代要求標(biāo)明兩個坐標(biāo)軸所代表的物理量，用符號表示表的物理量，用符號表示)圖中圖中_表示表示E.圖中圖中_表示表示r.直線的斜率縱軸截距的絕對值與直線的斜率縱軸截距的絕對值與RA的差的差