實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.學(xué)習(xí)測(cè)量電電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法,掌握科學(xué)測(cè)量的主要步驟。
2.學(xué)會(huì)科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，有公式法和圖像法。
【自主學(xué)習(xí)】
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
測(cè)定電的________________。

圖2.6-1
二、實(shí)驗(yàn)原理
1、圖2.6-1中，電電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r，與路端電壓U、電流I的關(guān)系可寫(xiě)為
E=______________。（1）
2、圖2.6-2中，電電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r、電流I、電阻R的關(guān)系可寫(xiě)為
E=______________。（2）
3、圖2.6-3中電E、內(nèi)電阻r、路端電壓U、電阻R的關(guān)系可寫(xiě)為
E=______________。（3）


E r R
E r R

圖2.6-2 圖2.6-3
實(shí)驗(yàn)原理1是本節(jié)的重點(diǎn)。測(cè)出幾組U,I數(shù)值，帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組，可得到E，r值。這種方法誤差較大。還可以多測(cè)出幾組U,I值，然后在U-I坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組U、I值所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后通過(guò)這些點(diǎn)畫(huà)一直線，如圖2.6-4所示，直線與縱軸的的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是電池的電動(dòng)勢(shì)的大小，直線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是電池的短路電流Io=E/r，因此可求的內(nèi)電阻r=E/Io。
三、實(shí)驗(yàn)器材
_________ 、__________、__________、__________、開(kāi)關(guān)、 U/V
導(dǎo)線。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.連接電路。如圖2.6-1所示。電流表取0.6A量程，電壓表
取3V量程，移動(dòng)觸頭位置使連入電路中的有效阻值_______。 圖2.6-4
2.測(cè)幾組（I，U）值。閉合電鍵，移動(dòng)變阻器觸頭位置，使電流有明顯示數(shù)，記下一組（I，U）值，斷開(kāi)電鍵。用同樣方法，多次移動(dòng)變阻器觸頭位置，記錄多組（I，U）值，然后斷開(kāi)電鍵。
3.建立坐標(biāo)系、描點(diǎn)�？v軸表示__________,橫軸表示__________,取合適的標(biāo)度，使所描坐標(biāo)點(diǎn)分布絕大部分坐標(biāo)紙，必要時(shí)縱坐標(biāo)可以_________________。
4.據(jù)描出的坐標(biāo)點(diǎn)作出U-I圖像。應(yīng)使圖象盡量多的通過(guò)描出的點(diǎn)，不在圖象上的點(diǎn)要盡量對(duì)稱(chēng)的分布于圖線兩側(cè)，誤差很大，應(yīng)堅(jiān)決舍棄。
5.測(cè)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。準(zhǔn)確讀出U-I圖線與縱軸和橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)，并帶入U(xiǎn)=E-Ir中，算出E=?r=?
【典型例題】
用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，所用的電路如圖2.6-5所示，一位同學(xué)測(cè)得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。
組別 I(A) U(V)
1 0.12 1.37
2 0.20 1.32
3 0.31 1.24
4 0.32 1.18
5 0.50 1.10
6 0.57 1.05

(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2.6-6中作出U-I圖線。

（2）根據(jù)圖線得出電池的電動(dòng)勢(shì)E=____V,電池的內(nèi)電阻r= ________ Ώ。
（3）若不作出圖線，只選用其中兩組U和I數(shù)據(jù)，
可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，這樣 做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第______組和第 ______組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大。


【針對(duì)訓(xùn)練】
1.在測(cè)定電電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)效果明顯且不會(huì)損壞儀器，應(yīng)選擇下列電中的（ ）
A.內(nèi)阻較大的普通干電池 B.內(nèi)阻較小的普通蓄電池
C.小型交流發(fā)電機(jī) D.小型直流發(fā)電機(jī)
2.下面給出了幾種用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理方法，其中既科學(xué)、直觀，又能減小偶然誤差的方法是 （ ）
A.測(cè)出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中，既可求出E和r
B.多測(cè)幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E和r，最后分別求出其平均值
C.測(cè)出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫(huà)出U-I圖象，再根據(jù)圖象求E、r
D.多測(cè)出幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值 ，用電壓表測(cè)出開(kāi)路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r
3.為測(cè)定某一電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，下面幾組器材中，能完成實(shí)驗(yàn)的是 ( )
A.一只電流表、一只電壓表、一只變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線
B.一只電流表、兩只變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線
C.一只電流表、一只電阻箱、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線
D.一只電壓表、一只電阻箱、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線
４．如圖２．６－７所示為某一電Ｕ－Ｉ曲線，由圖可知　 （ ）
A.電電動(dòng)勢(shì)為2V B.電內(nèi)電阻為1/3Ώ
C.電短路時(shí)電流為6A D.電路路端電壓為1V時(shí)，電路中電流為5A
【能力訓(xùn)練】
1.下列關(guān)于電電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法中，正確的是
A.在某電池的電路中每通過(guò)2C的電荷量，電池提供的電能是4J，那么這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)是0.5V
B.電的路端電壓增大時(shí)，其電電動(dòng)勢(shì)一定也增大
C.無(wú)論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電電動(dòng)勢(shì)一定不變
D.電的電動(dòng)勢(shì)越大，電所提供的電能就越多
2.下列關(guān)于閉合電路的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是
A.電短路時(shí)，電的內(nèi)電壓等于電動(dòng)勢(shì)
B.電短路時(shí)，路端電壓為零
C.電斷路時(shí)，路端電壓最大
D.電的負(fù)載增加時(shí)，路端電壓也增大
3.如圖2.6-8所示是兩個(gè)不同電的U-I特性曲線，下列判斷正確的是 （ ）
A.電動(dòng)勢(shì)E1=E2，發(fā)生斷路時(shí)的電流I1〉I2
B.電動(dòng)勢(shì)E1=E2，內(nèi)阻r1〉r2
C.電動(dòng)勢(shì)E1>E2，內(nèi)阻r1<r2
D.當(dāng)兩電的工作電流變化量相同時(shí)，電2的
路端電壓變化大

4.如圖2.6-9所示為根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫(huà)出的U-I圖象下列
關(guān)于這個(gè)圖象的說(shuō)法正確的是 （ ）
A.由曲線與縱軸的交點(diǎn)可知，電的電動(dòng)勢(shì)E=3V
B.橫軸截距表示短路電流，即I短=0.6A
C.根據(jù)r=E/I短，計(jì)算出待測(cè)電的內(nèi)阻為5Ώ
D.根據(jù)r=△U/△I，計(jì)算出待測(cè)電的內(nèi)阻為1Ώ
5.在測(cè)定一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為 2Ώ）的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，下列可選用的變阻器和電壓表為 ( ）
A.電壓表量程為15V
B.電壓表量程為3V
C.變阻器為20Ώ，1A
D.變阻器為500Ώ,0.1A
6.如圖2.6-10所示為“測(cè)定電電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電
路圖通過(guò)變阻器阻值的改變得到兩組 數(shù)據(jù)（U1,I1）和（U2,I2)
則下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.如果兩個(gè)表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，則r=(U2-U1)/(I1-I2）
B.如果兩個(gè)表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，則r=（U1-U2）/(I1-I2）
C.受RV的大小影響，E、r的測(cè)量值比真實(shí)值偏小
D.RV越大，對(duì)E,r的影響越小
7.如圖2.6-11所示的電路中，R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻。測(cè)定電電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值比真實(shí)值_______,內(nèi)阻的測(cè)量值比真實(shí)值________測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因是______________。
8.如圖2.6-12所示，圖線a為電的U-I特性曲線，圖線b是電阻R的伏安特性曲線，用該電和該電阻組成的閉合電路，電的輸出功率為_(kāi)__________W， 電的效率為_(kāi)___________。
9.為了測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，先用下列器材：a.1.5V干電池兩節(jié)；b.電壓表（0-3v-15v）；c.電流表（0-0 .6A-3.0A）；d.滑動(dòng)變阻器（0-20Ώ）；e.滑動(dòng)變阻器（0-1000Ώ）；f.電阻箱（0-9999.9Ώ）；g.開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線等，將下列實(shí)驗(yàn)步驟按次
序排列＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿　
A.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)
B.按照電路圖接好電路，電壓表用0-3V，電流表用0-0.6A
C. 移動(dòng)滑鍵減小電阻，使電流表指針有較明顯的偏轉(zhuǎn)，記錄電壓表和電流表的讀數(shù)
D.把滑動(dòng)變阻器的滑鍵滑到一段使其阻值最大
E.在移動(dòng)滑鍵減少電阻，記錄一組電流表、電壓表的示數(shù)，且之后逐漸減小
F.閉合開(kāi)關(guān)

【學(xué)后反思】
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
參考答案
典型例題：
（1）略 （2）1.46V 0.72Ώ （3）3 4
針對(duì)訓(xùn)練：
1.A 2.C 　3.ACD�。矗�ＡＤ
能力訓(xùn)練：
1.C 2.D 3.ＡＤ　4.ＡＤ　5.ＢＣ　6.ＡＣＤ　
7.沒(méi)有誤差　偏大電流表有內(nèi)阻　
8.４　６７%　　　
9.ＢＤＦＣＥＡ

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