1、实验(12):测定电池的电动势和内阻,一、实验原理图,二、基本实验要求 1.实验目的: (1)掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。 (2)会用解析法和图象法求解电动势和内阻,进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解。 2.实验原理: 本实验的依据是闭合电路欧姆定律。实验电路图如图所示,改变滑动变阻器的阻值,从电压表、电流表中读出几组U、I值,记录在表格中。用解析法或图象法处理数据。 3.实验器材: 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。,4.实验步骤: (1)确定电流表、电压表的量程,按电路图把器材连接好。 (2)将滑动变阻器的阻值调至最大。 (3)闭合开关,调节变阻
2、器,使电流表有明显示数,记录电流表和电压表的示数。 (4)用与步骤(3)同样的方法测量并记录6组左右U、I值。 (5)断开开关,整理好器材。 5.数据处理: (1)由解析法求解E和r,由U=E-Ir解得E、r。 (2)由图象法求解E和r,将实验中测得的U、I值在U-I图中描点作图,如图所示。 图线与纵轴交点为E;图线的斜率表示内阻r。,6.注意事项: (1)器材及量程的选择: 为了使路端电压变化明显,可使用内阻相对较大的旧电池 实验用的是一节干电池,因此实验时一般采用量程03 V的电压表。 电流不要过大,故电流表量程选00.6 A。 干电池的内阻较小,为了获得变化明显的路端电压,滑动变阻器选择
3、阻值较小一点的。 (2)电路的选择:由于电流表内阻与干电池内阻比较接近,所以电流表应采用外接法,如图所示。,(3)实验操作: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,实验中不要将电流调得过大,电表读数要快,每次读完后应立即断电。 (4)数据处理:干电池内阻较小时,U的变化较小,往往呈现如图甲所示的状况,为此,可使纵坐标不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始,如图乙所示。,考点1,考点2,考点3,考点4,实验原理和电路 典例4某实验小组做“测定电池的电动势和内阻”的实验电路如图甲所示:(1)电流表示数如图乙所示,则电流为 A。,考点1,考点2,考点3
4、,考点4,(2)根据实验数据获得U-I图象如图丙所示,则电动势E= V,内阻r= 。,答案,解析,考点1,考点2,考点3,考点4,实验器材的选择与操作 典例5用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V,内电阻约1 )的电动势和内电阻,除待测电池组、开关、导线外,还有下列器材供选用: A.电流表:量程0.6 A,内电阻约1 B.电流表:量程3 A,内电阻约0.2 C.电压表:量程3 V,内电阻约30 k D.电压表:量程6 V,内电阻约60 k E.滑动变阻器:01 000 ,额定电流0.5 A F.滑动变阻器:020 ,额定电流2 A,考点1,考点2,考点3,考点4,
5、(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 。(均填仪器的字母代号) (2)图为正确选择仪器后,连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小,还需在电路中用导线将 和 相连、 和 相连、 和 相连。(均填仪器上接线柱的字母代号),答案,解析,考点1,考点2,考点3,考点4,图象法处理实验数据 典例6利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。 (1)应该选择的实验电路是图1中的 (选填“甲”或“乙”)。,考点1,考点2,考点3,考点4,(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材: A.电压表(015 V) B.电压表
6、(03 V) C.滑动变阻器(050 ) D.滑动变阻器(0500 ) 实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(选填相应器材前的字母),考点1,考点2,考点3,考点4,(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。,考点1,考点2,考点3,考点4,(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E= V,内电阻r= 。,答案,解析,考点1,考点2,考点3,考点4,测定电池电动势和内阻的其他方法 1.用一个电流表和电阻箱测量,电路如图甲所示,测量原理E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由此可求出E和r。 2.用一个电压表和电阻箱测量,电路如图乙所示,测量原理为E=U1+r,E=U2+r,由此可求出E和r。,考点1,考点2,考点3,考点4,典例7某研究性学习小组利用图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图乙所示的R- 图线,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,由此可以得到E= V,r= 。,甲 乙,答案,解析,
