2022版高考物理一轮复习第八章恒定电流实验十二测定电源的电动势和内阻学案新人教版

实验十二 测定电源的电动势和内阻 实验知识·自主回顾 SHI YAN ZHI SHI ZI ZHU HUI GU 一、实验目的 1．掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法。 2．掌握用图像处理实验数据的方法。 3．掌握实物图连接的技巧。 二、实验原理 如图甲所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。 此外还可以用图像法来处理数据，即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U－I图像，图乙所得直线跟纵轴交点即为电动势的值，图像的斜率的绝对值即为内阻r的值。 三、实验器材 电压表，电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线。 四、实验步骤 1．选择好电流表、电压表量程，按图甲连接好电路。 2．把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大。 3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I1，U1)，用同样的方法测量几组I、U值。 4．断开开关时，整理器材。 5．处理数据，用公式法或图像法求出电动势和内阻的值。 五、注意事项 1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)。 2．电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，因此实验中不要将I调得过大。读数要快，每次读完立即断电。 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，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别求出E、r值再求平均值。 4．画U－I图像时，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，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，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集中在上部，呈现下部分大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始，如图所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小，此时图像与横 轴交点不表示短路电流，仍可用r＝|ΔU/ΔI|计算出电池的内阻r。 六、误差分析 1．偶然误差 (1)由读数不准和电表线性不良引起误差。 (2)用图像法求E和r时，由于作图不准确造成的误差。 (3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。 2．系统误差 由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。 (1)如图甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压。而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大。 结论： ①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值。 ②E测