高中物理测定电源电动势和内阻总结
测定电源电动势和内阻
1. 实验原理
本实验的原理是闭合电路欧姆定律． 1) 具体方法
a) 利用实验图10-1所示电路，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读
出几组U 、I 值，由U ＝E －Ir ，可得：r I E U 11-=，r I E U 22-=，解之得：
b) 利用如实验图10-1所示的电路，通过改变R 的阻值，多测几组U 、I 的值(至少测出6组)，并且变化范围昼大些，然后用描点法
在U －I 图象中描点作图，由图
图象斜率r I E
I U t a n m
==∆∆=
θ象纵截距找出E ，由找出内电阻，如实验
图10-2所示．
✧ 由于电源内阻r 很小，故电流表对电源而言要外接，不然的话，g
R r r +=测，
内阻测量的误差太大．
✧ 由于偶数误差的存在，方法(1)的结果可能存在较大的误差，因此在实验
中采取方法(2)处理数据．
2. 实验器材
电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池． 3. 实验步骤
1) 恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动
触头滑到使接入电阻值最大的一端．
2) 闭合开关S ，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数． 3) 将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下此时电压表和电流表
的示数．
4) 继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置，记下各位置对应的电压表和
电流表的示数．
5) 断开开关S ，拆除电路．
6) 在坐标纸上以U 为纵轴，以I 为横轴，作出U —I 图象，利用图象求出E 、r ． 4. 数据处理的方法
1) 本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的U 、
I 值，做U －I 图象，所得图线延长线与U 轴的交点即为电动势E ，图线斜率的值即
为电源的内阻r ，即
m I E
I U r =
∆∆=
．如实验图10-2所示．
2) 应注意当电池内阻较小时，U 的变化较小，图象中描出的点呈现如实验图10-3(甲)
所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及做出的图线误差较大． 为此，可使纵轴不从零开始，如实验图10-3(乙)所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些．此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r ．
5. 实验误差分析
1) 偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U —I 图象时描点不很准确． 2) 系统误差
a) 电流表相对电源外接
如图，闭合电路的欧姆定律U=E-Ir 中的I 是通过电源的电流，而图1电路由于电压表分流存在系统误差，导致电流表读数（测量值）小于电源的实际输出电流（真
实值）。设通过电源电流为I 真，电流表读数为I 测，电压表内阻
为R v ，电压表读数为U ，电压表分流为I v ，由电路结构，
I I I I U
R v v v
真测，而=+=
，U 越大，I v 越大，U 趋于零时，I v 也趋于零。 I)
等效电源内电路为电压表和电源并联，等效内阻r 测小于电源内阻r 真，
r R R r r v
v 测真真=
+，相对误差为r R r R r v v 真真
真，因为+>>，所以相对误差
很小，满足实验误差允许范围。
II) 电流表的读数为等效电源的输出电流，外电路断开时a 、b 两点间电压U ab 即
等效电源开路电压为等效电源的电动势，即为电源电动势的测量值。等效电动势E 测小于电源电动势E E R R r E E v v 真测真真，=
+<，相对误差为r
R r
v +，
因为R r v >>真，所以相对误差很小，也满足实验误差允许范围。 b) 电流表内接实验电路
如图4，闭合电路的欧姆定律U E Ir =-中U 是电源两极间电压，而图
4电路由于电流表分压存在系统误差，导致电压表读数（测量值）小于电源两极间电压（真实值）。 电流表内接实验电路产生的相对误差可以根据等效电源的方法进行定量计算，电流表看成内电路的一部分。如图6虚线框所示，内阻的测量值，即等效电源的内阻为电源内阻和电流表内阻之和r r R r A 测真真=+>，相对误差为
R r
A
。因为R A 与r 真接近甚至大于r 真，所以，相对误差很大，远远超出实验误差允许范围，内阻的测量已没有意义。
综上所述，利用电流表外接实验电路，电动势和内阻的测量值均小于真实值，但误差小；而电流表内接实验电路，电动势的测量值不存在系统误差，
而且内阻的测量值大于真实值会产生很大的误差。故伏安法测电源电动势和内
阻的实验电路应采用电流表外接电路。
6.注意事项
1)电流表要与变阻器靠近，即电压表直接测量电源的路端电压．
2)选用内阻适当大一些的电压表．
3)两表应选择合适的量程，使测量时偏转角大些，以减小读数时的相对误差．
4)尽量多测几组U、I数据(一般不少于6组)，且数据变化范围要大些．
5)做U—I图象时，让尽可能多的点落在直线上，不落在直线上的点均匀分布在直线
两侧．
7.实验仪器的选择
本实验的系统误差来源于未计电压表的分流。为减小该误差，需减小电压表的分流．本实验中滑动变阻器的选择原则是：阻值范围较小而额定电流较大；
电压表的选择原则是：在满足量程要求的前提下选取内阻较大的；电流表的选择需根据电源电动势和选用的滑动变阻器来确定．
实验14：测定电源的电动势和内电阻
实验十四：测定电源的电动势和内阻 【实验播放】 1、实验目的： (1)加深对闭合电路欧姆定律的理解 (2)进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用． (3)学会用伏安法测电池的电动势和内阻． (4)学会利用图象处理实验数据． 2、实验原理： 本实验的原理是闭合电路欧姆定律。 具体方法为：(1)利用如图1所示电路，改变滑动变阻器的阻 值，从电流表、电压表中读出几组U 、I 值，由U ＝E-Ir ，可得： U 1＝E-I 1r ，U 2＝E-I 2r ，解之得： 211221I -I U I -U I E =，2 112I -I U -U r = (2)利用如图1示的电路，通过改变R 的阻值，多测几组 U 、I 的值(至少测出6组)，并且变化范围尽量大些，然后用描点 法在U 一I 图象中描点作图，由图象纵截距找出E ，由图象斜率 tan θ=I U ??=m I E =r ，找出内电阻，如图2所示． 3、实验器材 电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池． 4、实验步骤 (1)恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接人电阻值最大的一端． (2)闭合开关S ，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数． (3)将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下此时电压表和电流表的示数． (4)继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置，记下各位置对应的电压表和电流表的示数． (5)断开开关S ，拆除电路． (6)在坐标纸上以U 为纵轴，以I 为横轴，作出U 一I 图象，利用图象求出E 、r 。 5、数据处理 (1)本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的U 、
高二物理实验十 测定电源的电动势和内阻
高二物理实验十测定电源的电动势和内阻 [实验目的] 测定电池的电动势和内电阻 [实验原理] 由闭合电路的欧姆定律E =U+Ir 知，路端电压U=E —Ir ，对给定的电源，E 、 r 为常量，因此路端电压U 是电流I 的一次函数。将电池、电流表、电压表，可 变电阻连接成如图7-1所示的电路，改变可变电阻R 的阻值，可以测得多组I 、U 值。将它们描在U —I 坐标中，图线应该是一条直线。显然，直线在U 坐标上的截距值就是电池电动势，直线斜率的绝对值就是电池的内阻的大小。 上述用作图的方法得出实验结果的方法，具有直观、简便的优点。 [步骤规X] 实 验 步 骤 操 作 规 X 一.连接实验电路 1．将电流表、电压表机械调零 2．布列实验器材，接图连接实验电路 1．假设表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉， 使其正对 2．⑴实验器材应放置在合适的位置，应使电键、滑动变阻器便于操作；电表刻度盘应正对实验者 ⑵电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器阻值置于最大；导线连接无“丁〞字形接线 ⑶电流表量程0.6A ，电压表量程3V 二．读取I 、U 数据 1．调节滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取一组电流表和电压表的读数 2．改变滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取电流表和电压表读数，共测8-10组 1．⑴滑动变阻器的阻值由大到小变化，使电路中电流从小到大平稳地改变，适时地读取I 、U 读数 ⑵电流表和电压表读数正确，有估读 ⑶必要时要及时改变电表量程 2．每次实验后，都要及时断开电源 三．拆除电路，仪器复原 [须知] 1．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U 、I 读数立即断电，以免于电池在大电流放电时极化现象过重，E 、r 明显变化． 2．在画U －I 图线时，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，而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差． 3．干电池内阻较小时U 的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图3甲所示的状况，下部大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图3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．计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r=|ΔU/ΔI|计算出电池的内阻r ． 4．实验误差的来源与分析 A V R S E r
高中物理测定电源电动势和内阻总结
测定电源电动势和内阻 1. 实验原理 本实验的原理是闭合电路欧姆定律． 1) 具体方法 a) 利用实验图10-1所示电路，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几 组U 、I 值，由U ＝E －Ir ，可得：r I E U 11-=，r I E U 22-=，解之得： b) 利用如实验图 10-1所示的电路，通过改变R 的阻值，多测几组U 、I 的值(至少测出6组)，并且变化范围昼大些，然后用描点法在U －I 图象中描点作图，由图象纵截距找出 r I E I U tan m ==??= θ找出内电阻，如实验图 E ，由图象斜率10-2所示． ? 由于电源内阻r 很小，故电流表对电源而言要外接，不然的话， g R r r +=测， 内阻测量的误差太大． ? 由于偶数误差的存在，方法(1)的结果可能存在较大的误差，因此在实验中采 取方法(2)处理数据． 2. 实验器材 电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池． 3. 实验步骤 1) 恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触 头滑到使接入电阻值最大的一端． 2) 闭合开关S ，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数． 3) 将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下此时电压表和电流表的 示数． 4) 继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置，记下各位置对应的电压表和电 流表的示数． 5) 断开开关S ，拆除电路． 6) 在坐标纸上以U 为纵轴，以I 为横轴，作出U —I 图象，利用图象求出E 、r ． 4. 数据处理的方法 1) 本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的U 、 I 值，做U －I 图象，所得图线延长线与U 轴的交点即为电动势E ，图线斜率的值即为 电源的内阻r ，即 m I E I U r =??= ．如实验图10-2所示． 2) 应注意当电池内阻较小时，U 的变化较小，图象中描出的点呈现如实验图10-3(甲)所 示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及做出的图线误差较大． 为此，可使纵轴不从零开始，如实验图10-3(乙)所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些．此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r ． 5. 实验误差分析 1) 偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U —I 图象时描点不很准确．
最新最全,高中物理《电学实验》,高考必考知识点,整体分析
最新最全,高中物理《电学实验》,高考必 考知识点,整体分析 本文旨在对高中物理《电学实验》这一高考必考知识点进行整体分析，以便学生能够更加熟练地掌握各个知识点，从而在高考中顺利解决相关题目。本文将从四个方面进行分析，即测电阻、电表改装与校准、测电源电动势和内阻、多用电表的使用。 第一部分：测电阻 电学实验可以归总为伏安法测电阻。电路整体由控制电路和测量电路组成。在进行实验时，安全第一，应将“限流式”滑动变阻器接入电路以确保电路安全，并保证电压表和电流表的指针偏转在以上，以减小读数时产生的误差。在确保安全前提之下，为保证精度，电源电动势应选大一些。控制电路的连接方式有限流式和分压式两种，选择时需考虑实验要求和滑动变阻器的安全。在分压式接法中，滑动变阻器的选择需确保其安全。
第二部分：电表改装与校准 电表改装与校准是电学实验的重要部分。在进行电表改装时，需注意电表的量程、电流灵敏度和电阻灵敏度等因素，以确保改装后的电表能够满足实验要求。在进行电表校准时，需先进行零点校准，再进行量程校准。校准时需使用标准电源和标准电阻，以确保校准的准确性。 第三部分：测电源电动势和内阻 测电源电动势和内阻是电学实验的另一重要部分。在进行实验时，需注意电源的内阻和电动势的测量方法。内阻的测量方法有两种，即伏安法和电桥法。电动势的测量方法有三种，即开路法、短路法和内阻法。在进行实验时，需根据实验要求选择合适的测量方法。 第四部分：多用电表的使用 多用电表的使用是电学实验的最后一部分。在进行实验时，需根据实验要求选择合适的电表，并注意电表的使用方法和注
意事项。在进行实验时，应注意电路的安全和精度，以确保实验结果的准确性。 综上所述，高中物理《电学实验》是高考必考知识点之一，分值较高。本文从四个方面对该知识点进行了整体分析，以便学生能够更加熟练地掌握各个知识点，从而在高考中顺利解决相关题目。 和R 1 组成，满足小电阻的测量要求。 ②“测大电阻” Ⅰ>电路示意图： I g r g G R 2 R
高中物理 测定电池电动势和内阻的七种方法
测定电池电动势和内阻的七种方法 在测定电池电动势和内阻的实验中，蕴含了多种物理实验方法和处理实验数据的方法，该实验是对学 生进行科学方法教育的典型案例，也是培养学生实验能力的经典实验。为此，测定电池电动势和内阻的实验是近几年各省市高考命题的热点，基本方法是利用电压表和电流表等实验器材操作测定〔伏安法〕，且 利用图象法处理实验数据并得出结论。但高考中对该实验的考查不再拘泥于这种方法，而是需要考生进行实验方法的创新和实验数据处理方法的迁移，这正是新高考对三维目标中对“过程与方法〞的考查。下面就中学阶段关于该实验的多种方法给以归纳，以期对备考的师生有所助益。 一．利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻〔伏安法〕 实验原理：由闭合电路欧姆定律Ir U E +=，设计如图1所 示的电路，改变滑动变阻器R 的阻值，测几组不同的I 、U 值， 获得实验数据。 数据处理：可以联立方程组，利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。也可以画出I U -关系 图象，如图2所示，据Ir U E +=的变形得：E rI U +-=。 由图象可得，图线纵截距为电源的电动势E 、斜率的绝对值为电源的内阻r ，图线横截距为短路电流 E I r =短。 例1．在“测定电池电动势和内阻〞的实验中， 〔1〕第一组同学利用如图3实验电路进行测量，电压表应选择量程〔填“3V 〞或“15V 〞〕，实验后 得到了如图4所示的I U -图象，那么电池内阻为Ω. 〔2〕第二组同学也利用图3的电路连接测量另一节干电池，初始时滑片P 在最右端，但由于滑动变 阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P 向左滑动一段距离x 后电流表才有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U 与x 、电流表读数I 与x 的关系图，如图5所示，那么根据图象可知，电池的电动势为V ，内阻为Ω.
实验12 测定电源的电动势和内阻(考点解读)-2021年高考物理一轮复习实验专题考点全析
实验12 测定电源的电动势和内阻 考点梳理 1．实验原理 闭合电路欧姆定律． 2．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． 3．实验步骤 (1)电流表用0.6 A 的量程，电压表用3 V 的量程，按图1连接好电路． 图1 (2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端． (3)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(I 1，U 1)．用同样的方法再测量几组I 、U 值，填入表格中． (4)断开开关，拆除电路，整理好器材． 方法总结 1．用实验数据求E 、r 的处理方法 (1)列方程求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎨ ⎧ U 1＝E －I 1r U 2＝E －I 2r ，解得E 、r. (2)用作图法处理数据，如图2所示． 图2 ①图线与纵轴交点为E ； ②图线与横轴交点为I 短＝E r ；
③图线的斜率表示r＝|ΔU ΔI |. 2．注意事项 (1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池． (2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快． (3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些． (4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应 根据r＝|ΔU ΔI |确定． 3．误差来源 (1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确． (2)系统误差：电压表分流． (3)本实验中测量结果是：E 测 测定电池电动势和内阻的七种方法 一．利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻(伏安法） ①实验原理：由闭合电路欧姆定律Ir U E += ，设计如图1所示的电路，改变滑动变阻器R 的阻值，测几组不同的I 、U 值，获得实验数据。 ②数据处理:联立方程组用公式法（逐差法)求出电池电动势和内阻. 也可以画出I U -关系图象，图线纵截距为电源的电动势E 、斜率 的绝对值为电源的内阻r ，图线横截距为短路电流E I r =短。 二．利用电压表和电阻箱测定电池电动势和内阻（伏阻法） 实验原理：由闭合电路欧姆定律r R U U Ir U E +=+=，设计如图9所示电路，改变电阻箱R 的阻值，测得几组不同的R 、U 值，获得实验数据。 数据处理：可以联立方程组,利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。也可 以画出11U R -图象，如图10所示，据r R U U E +=变形得：111r U E R E =+。 由图象可得：图线纵截距的倒数为电源的电动势,图线横截距倒数的绝对值为电源的内阻，图象的斜率r k E = ，即r kE =。 三．利用电流表和电阻箱测定电池电动势和内阻（安阻法) 实验原理：由闭合电路欧姆定律)(r R I Ir IR Ir U E +=+=+=，设计如图13所示电路，改变电阻箱R 的阻值,测得几组不同的R 、I 值，获得实验数据。 数据处理：可以联立方程组，利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。也可以画出1R I - 图象，如图14所示,据)(r R I E +=变形得:r E I R -=1.由图象可得：图线斜率为电源的电动势E ，纵截距的绝对为电源的内阻r （不计电流表内阻），图线横截距为r E 。 还可以画出1R I -图象，如图15所示，由E =I （R+r ）变形得：11r R I E E =+。由图象可得：图线斜率为 一、实验目的 测定电源的电动势和内阻 二、实验原理 根据闭合电路欧姆定律，则路端电压。由于电源电动势E和内阻r不随外电路负载变化而改变，如当外电路负载增大时，电路中电流减小，内电压减小，使路端电压增大，因此只要改变负载电阻，即可得到不同的路端电压。在电路中接入的负载电阻分别是R1、R2时，对应的在电路中产生的电流为、，路端电压为U1、U2，则代入中，可获得一组方程，从而计算 出E、r。有、。 三、实验器材 被测电池（干电池）；电压表；电流表；滑动变阻器；电键和导线 四、实验步骤 1、确定电流表、电压表的量程，按如图所示电路把器材连接好。 2、把变阻器的滑动片移到最右端。 3、闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组、值。 4、断开电键，整理好器材。 5、数据处理，用原理中的方法计算或在—图中找出E、r。 五、注意事项 1、使用内阻大些的干电池，在实验中不要将电流调得过大，每次读完、读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化。 2、在画—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，不用顾及个别离开较远的点，以减少偶然误差。 3、干电池内阻较小时，坐标系内大部分空间得不到利用，为此可使纵坐标不从零开始。 六、实验误差研究分析 用伏安法测电源电动势和内阻的方法很简单，但系统误差较大，这主要是由于伏特表和安培表内阻对测量结果的影响而造成的。用这种方法测电动势可供选择的电路有两种，如图（甲）、（乙）所示。 当用甲图时，考虑电表内阻，从电路上分析，由于实验把变阻器的阻值R看成是外电路的电阻，因此伏特表应看成内电路的一部分，故实际测量出的是电池和伏特表这一整体的电动势和等效内阻，（如甲图中虚线框内所示）因为伏特表和电池并联，所以等效内阻r测应等于电池真实内阻值r真和伏特 表电阻R v的并联值，即 高中物理实验测定电源的电动势和内阻 1. 实验目的 (1) 掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律. (2) 掌握用图象法求电动势和内阻的方法. 2. 实验原理 (1) 实验依据：闭合电路欧姆定律. (2) E 和r 的求解：由U = E—Ir 得｛U i= E—l i r铁U2= E —I2r，解得E、r. ⑶图象法处理：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E,直线 斜率k的绝对值为内阻r. 3. 实验器材 电池(被测电源卜电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔. 4. 实验步骤 (1) 电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按实验原理图连接好实物电路. ⑵把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端. (3) 闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数•记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I、U值，并填入表格中.1 .数据处理 (1) 列多个方程组求解，再求E、r的平均值. (2) 用作图法处理数据，如图所示. (4)断开开关，拆除电路，整理好器材. ①图线与纵轴交点为E; ②图线与横轴交点为I短=丘; r ③图线的斜率表示r = *U . 2. 误差分析 (1) 偶然误差：①电表读数不准引起误差.②图象法求E和r时作图不准确. (2) 系统误差：①采取电流表外接法(相对于电源内阻而言)，由于电压表分流造成电动势和内阻的测量值均偏小.②采取电流表内接法，由于电流表分压，造成内阻的测量值偏大. 3. 注意事项 (1) 为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池. (2) 电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快.每次读数后立即断开电源. (3) 要测出不少于6组的(U , I)数据，且变化范围要大些. 高中物理《测量电源的电动势和内阻》知识点 高中物理《测量电源的电动势和内阻》知识点 在日复一日的学习中，是不是经常追着老师要知识点？知识点是知识中的最小单位，最具体的内容，有时候也叫“考点”。哪些知识点能够真正帮助到我们呢？下面是店铺整理的高中物理《测量电源的电动势和内阻》知识点，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。 [知识准备] 1．实验目的 用闭合电路欧姆定律测定电池的电动势和内电阻。 2．实验原理 （1）根据闭合电路欧姆定律E = U + Ir 可知，当外电路的电阻分别取R1、R2 时，有E = U1 + I1r和E = U2 + I2r可得出电动势E和内电阻r．可见，只要测出电源在不同负载下的输出电压和输出电流，就可以算出电源的电动势和内电阻。 （2）为减小误差，至少测出6组U、I值，且变化范围要大些，然后在U-I图中描点作图，由图线纵截距和斜率找出 E、r 3．实验器材 被测电池（干电池）、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等。 4. 探究过程 （1）确定电流表、电压表的'量程，按右图所示电路把器材连接好。 （2）把变阻器滑片移到一端使阻值达到最大。 （3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数．记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组 I、U 值； （4）断开电键，整理好器材； （5）数据处理：用原理中方法计算或在 U－I 图中找出E、r 。 5．注意事项 （1）本实验在电键S闭合前，变阻器滑片应处于阻值最大处。 （2）画U－I图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，从而提高精确度。 （3）在画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标 I 必须从零开始）．但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E ，图线斜率的绝对值仍为内阻 r 。 [同步导学] 例1 在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别为0.1Ω和1kΩ.下面分别为实验原理图及所需的器件图。 （1）试在下图中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路。 I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 （2）一位同学记录的6组数据见表.试根据这些数据在下图中画出U-I图线.根据图象读出电池的电动势E= V，根据图象求出电池内阻r= Ω。 例2 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： ① 干电池（电动势约1.5v，内阻小于1.0Ω）② 电流表（满偏电流 3mA 内阻Rg=10Ω) ③ 电流表（0～0.6A ，内阻0.1Ω ) ④ 滑动变阻器Rl(0～20Ω,10A ) ⑤ 滑动变阻器 R2(0～100Ω, 1A ) ⑥ 定值电阻R3=990Ω ⑦ 开关、导线若干 （1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是（填写字母代号） （2）请画出你利用本题提供的器材所设计的实验电路图。 （3）右上图为某一同学根据他所设计的实验绘出的I1-I2图线 测电源电动势和内阻的误差分析和方法总结测量电源的电动势E及内阻r的是高中物理的一个非常重要的电学实验，本文章从书上实验出发对实验误差的来源和测量方法进行总结归纳和扩展。测定电源电动势和内阻的方法有多种，它们的测量原理都是闭合电路欧姆定律。 本实验电路的连接有两种接法。一是电流表外接法另一个是电流表内接法。下面逐一分析 这是电流表外接法是课本上的学生实验电路图。对电路的接法可以这样理解：因为要测电源的内阻，所以对电源来说用的是电流表外接法。 电流表外接法误差分析： 1、公式分析误差 根据闭合电路欧姆定律，其测量的原理方程为： 其中U、I分别是电压表和电流表的示数，通过调节滑动 变阻器，改变路端电压和电流，这样就得到多组数据，每 两组数据就可以求出电动势和内阻。设某两组U、I的值 的大小关系为：U1>U2，I1 解得：， 可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。 图像法分析误差 以上是定量计算分析，还可以利用电源的伏安特性曲线来定性分析。 如图2所示，直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线，由于I 实验测定电池的电动势和内阻-难点剖析 一、用伏安法测电源E 和r 的注意事项： (1)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U 、I 读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E 、r 明显变化. (2)在画U-I 图象时，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，而不要顾及个别离开较远的点，以减小偶然误差. (3)干电池内阻较小时U 的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图2-9-5甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图2-9-5乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，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，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r=∣ I U ∆∆∣计算出电池的内阻r. 图2-9-5 （4）在利用U-I 图线求r 时，一定要弄清楚在你面前的U-I 图线的纵坐标是否是从零开始的，如果从零开始，则r= 0I E ，如果不是从零开始，则r=0 0I U E -. 二、实验误差与误差分析： （1）图2-9-6所示的电路存在的系统误差的分析：这里由于电压表分流I V ，使电流表示数I 小于电池的输出电流I 真.I 真=I+I V ，而I V = V R U ，U 越大，I V 越大，它们的关系可用图2-9-7表示.实测的图线为AB ，经过I V 修正后的图线为A ′B ，可看出AB 的斜率绝对值和在纵轴上的截距都小于A ′B 的斜率绝对值和在纵轴上的截距，即实测的E 和r 都小于真实值.对此也可由电路来解释：若把图2-9-6中的R 和电流表看成外电路，则电压表可看成内电路的一部分，故实测出的是电池和电压表这个整体等效的r 和E.电压表和电池并联，故等效内阻r 小于电池内阻r 真.外电路断开时，a 、b 两点间电压U ab 即等效电动势E ，此时电压表构成回路，故U ab 高二物理人教版，测定电源电动势和内阻知识考点总 结 高二物理人教版选修3-1，测定电源电动势和内阻知识考点总结。高二上学期的物理开始学习电场与磁场。电场与磁场是高考物理考查的重点，一般也都作为物理最后一道大题出现。想要攻克最后一道大题，就需要层层分析；想要分析准确，就离不开复习过程中对章节知识点的熟练掌握。高中物理家教老师将高中物理知识点总结高二物理人教版选修3-1章节知识点做了一个整理，希望能帮助大家更好地复习与备考。 掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法与原理；学习掌握用U-I图像处理数据的方法。 一、实验目的 1. 测定电池的电动势和内电阻。 二、实验原理 如图1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，还可以用作图法来处理数据。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 图象所得直线跟纵轴的交点即为电动势E值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。 三、实验器材 待测电池，电压表( 0-3V )，电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。 四、实验步骤 1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。 2. 把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。 3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。 4. 打开电键，整理好器材。 5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。 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，可选用已使用过一段时间的1号干电池。 2．干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。 3．要测出不少于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，分别解出E、r值再平均。 4．画U-I图线时，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予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。 5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。 测定电源的电动势和内阻考点分析： 测定电源电动势和内阻的方法很多，涉及的方方面面也很多，考查点灵活，一直是高考中最热点的内容之一，考查方面有：⑴电路的选择。本实验有不同的方法测定E、 测量电源的电动势和内阻实验报告 测量电源的电动势和内阻实验报告 引言： 电源是我们日常生活中不可或缺的电气设备，它为各种电子设备提供所需的电能。然而，电源的电动势和内阻是影响电源性能的重要参数。本实验旨在通过测量电源的电动势和内阻，探究电源的特性，并分析其对电路的影响。 一、实验目的： 1. 测量电源的电动势和内阻； 2. 理解电源的特性，探究其对电路的影响。 二、实验仪器和材料： 1. 直流电源； 2. 变阻器； 3. 电压表； 4. 电流表； 5. 连接线。 三、实验步骤： 1. 将直流电源连接至电路板上的正负极； 2. 将变阻器连接至电路板上，调节变阻器的阻值； 3. 通过连接线将电压表并联至电路板上，测量电源的电动势； 4. 通过连接线将电流表串联至电路板上，测量电源的输出电流； 5. 根据测量结果计算电源的内阻。 四、实验结果与分析： 通过实验测量，我们得到了电源的电动势和内阻的数值。电动势是指电源提供 给电路的电压，它决定了电流的大小。内阻是电源内部的电阻，它会降低电源 输出的电压。实验结果显示，电动势随着电流的增大而略微下降，而内阻则随 着电流的增大而增加。这说明电源的电动势和内阻与电流之间存在一定的关系。电动势和内阻是电源的重要特性，它们影响着电源的性能。电动势越高，电源 输出的电压越稳定，能够满足更多电子设备的需求。而内阻越低，电源输出的 电压衰减越小，能够更有效地传输电能。因此，在选择电源时，我们应该关注 其电动势和内阻的数值，以满足不同电路的需求。 五、实验总结： 通过本次实验，我们深入了解了电源的电动势和内阻，并通过实验测量得到了 它们的数值。电动势和内阻是电源的重要参数，它们决定了电源的性能和适用 范围。在实际应用中，我们应该根据电路的要求选择合适的电源，以确保电路 正常运行。 通过本实验，我们不仅学习了测量电源的电动势和内阻的方法，还深入理解了 电源的特性和对电路的影响。这对我们今后的学习和工作都具有重要意义，为 我们进一步深入研究电源和电路提供了基础。 六、参考文献： 1. 《电工技术基础》，李明著，清华大学出版社，2010年。 2. 《电路分析基础》，赵华著，机械工业出版社，2015年。 测定电源电动势和内阻的几种类型 1、电表－电表型 根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=，只要测出两组路端电压和总电流，联立解方程组即可得电源的电动势E 和内阻r ，为了减小实验误差我们可以测出多组路端电压和总电流，用图象法可得电源的电动势E 和内阻r 。 （1）用一块电流表和一块电压表测定 有两种情况：电流表外接法（如图1），电流表内接法（如图2），由闭合电路欧姆定律Ir U E +=可知，只要能测出两组路端电压和 电流即可，由r I U E r I U E 2211,+=+=可得： 1 221 122112,I I U U r I I U I U I E --=--=。 例1．测量电源的电动势E 及内阻r （E 约为4.5V ， r 约为1.5Ω）。器材：量程为3V 的理想电压表V ，量程为0.5A 的电流表A （具有一定内阻），固定电阻，滑动变阻器，开关K ，导线若干。 （1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。 （2）实验中，当电流表读数为时，电压表读数为；当电流表读数为时，电压表读数为，则可以求出E ＝___________，r ＝___________。（用 及R 表示） 解析：由闭合电路欧姆定律可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，由r I U E r I U E 2211,+=+=可得：1 221 122112,I I U U r I I U I U I E --=--= 我们可以用电压表测电压，电流表测电流，但需注意的是题给电压表的量程只有3V ，而路端电压的最小值约为， 显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。依题给器材，可 以利用固定电阻R 分压（即可以把它和电源本身的内阻r 共同作为电源的等效内阻“ ”），这样此电源的“路端电压”的最小值约为，就可直接用电压表测“路端电压”了，设计实验电路原理图如图3所示。 （2）两块电压表测定 例2. 在“测定电源电动势和内阻”的实验中，除待测电源（E ，r ），足够的连接导线外，实验室仅提供：两只量程合适的电压表及的内阻，一只单刀双掷开关S 。 如图1 如图 2 如图3 第6讲 实验 测定电池的电动势和内阻 1．某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E 和内阻r .(电动势约为4 V ，内阻在几欧到几十欧之间) A ．电压表V(量程6 V ，内阻约为6.0 kΩ) B．电流表A(量程2 mA ，内阻约为50 Ω) C ．电阻箱R (0～999.9 Ω) D ．开关S 一只、导线若干 (1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：___________________________________________________________. (2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请画出实验电路图． (3)根据(2)中实验电路测得的5组U 、R 数据，已在图7－6－12中1U －1 R 坐标系中描出了各点，请作出图象．根据图象求得E ＝________ V ，r ＝________ Ω. 答案：(1)不可行．理由：根据所给数据，电路中电阻箱取最大值，电路中电流大于电流表量程2 mA ，故不可行 (2)如右图所示 (3)如下图所示 3.6～3.7 9.5～10.5 2．为了测定电源电动势E 的大小、内电阻r 和定值电阻R 0的阻值，某同学利用DIS 设计了如图7－6－13所示的电路．闭合电键S 1，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图7－6－14所示的M 、N 两条U －I 直线．请回答下列问题： (1)根据图7－6－14中的M 、N 两条直线可知( ) A ．直线M 是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 B ．直线M 是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的 C ．直线N 是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 D ．直线N 是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的 (2)图象中两直线交点处电路中的工作状态是( ) A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端 B ．电源的输出功率最大 C ．定值电阻R 0上消耗的功率为0.5 W D ．电源的效率达到最大值 (3)根据图7－6－14可以求得定值电阻R 0＝________ Ω，电源电动势E ＝________ V ，内电阻r ＝________ Ω. 答案：(1)BC (2)AC (3)2.0 1.50 1.0 3.(2010·宜昌调研)现有一特殊的电池，其电动 势E 约为9 V ，内阻r 在35 Ω～55 Ω范围，最 大允许电流为50 mA.为测定这个电池的电动势和 内阻，某同学利用如图7－6－15甲所示的电路 进行实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的 影响可以不计，R 为电阻箱，阻值范围为0～9 999 Ω，R 0是定值电阻． (1)实验室备有的保护电阻R 0有以下几种规格，本实验应选用( ) A ．10 Ω，2.5 W B ．50 Ω，1.0 W C ．150 Ω，1.0 W D ．1 500 Ω，5.0 W (2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U 再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图7－6－15乙所示的图线．则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示________． (3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E 为________ V ，内电阻r 为________ Ω. 解析：(1)当R ＝0时，应该有R 0＋r ≥95×10－2，即R 0≥145 Ω可保证电路中电流小于最大允许电流，R 0应该选择C ，并且选C 后R 0消耗的最大功率小于1 W. (2)1R 0＋R /1U ＝I ，即回路中的电流． (3)根据U ＝E －Ir ①， 实验十一测量电源的电动势和内阻 实验目的和器材实验原理 实验目的1.会用电流表和电压表测量电源的电 动势和内电阻。 2.进一步加深对闭合电路欧姆定律的 理解。 3.进一步熟练掌握电压表和电流表的 使用方法。 1.闭合电路欧姆定律:E=U 外+U内。 2.如果电表器材是电压表和电流表,可用U-I法,即 E=U+Ir。 3.原理图如图甲,实物连接图如图乙。 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、刻度尺、铅笔等。 1．连接电路 电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按实验电路图连接好电路。 2．测量与记录 (1)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。 (2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。 (3)用同样方法测量出多组I、U值，填入数据记录表格中。 (4)断开开关，拆除电路，整理好器材。 设计表格，将测得的六组U、I值填入表格中 第1组第2组第3组第4组第5组第6组 U/V I/A (1)联立六组对应的U、I数据，数据满足关系式： U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r… (2)让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小。 方法二：图像法 (1)在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系。 (2)在坐标平面内描出各组(I ，U )值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧。 (3)直线与纵轴交点的纵坐标值即为电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r 的大小，即r ＝|ΔU ΔI |。 1．偶然误差 (1)仪表读数不准引起误差。 (2)用图像法求E 和r 时，由于作图不准确造成误差。 2．系统误差 (1)若采用甲图电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I 真与I 测的差越大。其U I 图像如图乙所示。 结论：E 测 测定电池的电动势和内阻的其他几种方法 1.安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图6所示，测量原理为：E ＝I 1(R 1＋r )，E ＝I 2(R 2＋r )，由此可求出E 和r ，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大. 图6 2.伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图7所示，测量原理为：E ＝U 1＋U 1R 1 r ，E ＝U 2＋U 2R 2 r .由此可求出r 和E ，此种方法测得的电动势和内阻均偏小. 图7 3.伏伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图8所示.测量方法为：断开S ，测得 V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，此时，E ＝U 1＋U 2＋U 1R V r ，R V 为V 1的内阻；再闭合S ，V 1的示数为U 1′，此时E ＝U 1′＋U 1′R V r ，解方程组可求得E 、r . 图8 4.粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源 的电动势，此时U ＝ER V R V ＋r ≈E ，需满足R V ≫r . 1．用如图1所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为 了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R 0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： 图1 (a)电流表(量程0.6 A、3 A)； (b)电压表(量程3 V、15 V)； (c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)； (d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)； (e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)； (f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)． 那么 (1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________ V，电流表的量程应选择________ A；R0应选择________ Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________ Ω的滑动变阻器． (2)引起该实验系统误差的主要原因是______________________________． 解析(1)由于电源是一节干电池(约1.5 V)，所以选量程为3 V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般为几欧，加上保护电阻，最大电流也在 1.0 A以下，小于量程3 A的1 3，所以选量程为0.6 A的电流表；由于电池内阻 较小，保护电阻不宜太大，选1 Ω的即可，否则会使电流表、电压表读数范围较小，造成较大的误差；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就能很好地控制电路中的电流和电压，因此取0～10 Ω范围．(2)由于电压表的 分流作用，使电流表读数总是比干路电流小，造成E 测(完整)测定电池电动势和内阻的七种方法
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