测量电源的电动势和内阻
适用学科
高中物理
适用年级
高中二年级
知识点
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1．进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压
表
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和电流表测量电源电动势和内阻的方法．
2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压U与干路电流I的关系图象(即U－I图象)与纵、横坐标轴交点坐标的意义以及图象斜率的意义．
教学目标
1．掌握利用电压表和电流表测量电池电动势和内电阻的方法；
2．学会利用图线处理数据的方法。
3．使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。
教学重点
测量电源的电动势和内阻的原理
教学难点
测量电源的电动势和内阻的误差分析
教学过程
实验目的
1．进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法．
2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压U与干路电流I的关系图象(即U－I图象)与纵、横坐标轴交点坐标的意义以及图象斜率的意义．
实验原理
本实验的依据是闭合电路的欧姆定律，实验电路如图1所示．
图1
1．公式法：改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U、I值，由U＝________可得E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，解之E＝
、r＝
，多测几组数据，分别求出几组电动势E和r的值，然后求出它们的平均值．
2．图象法：改变R的阻值，多测几组U、I值．实验中至少测出6组U、I值，且变化范围要大些，
图2
然后在U－I坐标系中描点作图，所得直线与纵轴的交点即为____________，图线______的绝对值即为内阻r的值．如图2所示．
实验器材
电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸．
实验步骤
1．连接电路
电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图1连接好电路．
2．测量与记录
(1)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端．
(2)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)．用同样方法测量几组I、U值．
3．数据处理、整理器材
(1)断开开关，拆除电路整理好器材．
(2)取坐标纸，以______为横轴，____________为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应点，连成U－I图线．延长U－I图线，它与坐标轴有两个交点，读取E，进一步可以算出r＝__________，如图2所示．
注意事项
1．本实验采用伏安法正确的实验电路为电流表内接法(如图1所示)，不要接成电流表外接法(如图3所示)．
图3
2．合理选择电压表、电流表量程．测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选3 V量程，电流表选0.6 A量程，滑动变阻器选0～10 Ω.
3．应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I调得过大；每次读完I和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化．
4．在作U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，不要顾及个别偏离直线较远的点，以减小偶然误差．
5．干电池内阻较小时，U的变化较慢，此时，坐标图中数据点将呈现如图4甲所示的状况，为此，可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．此时图线与横轴交点不表示短路电流．另外，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝|
|算出电池的内阻r.
图4
误差分析
由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验结果E测
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