选修3-1电学实验复习《伏案法测电池的电动势与内阻》
电学实验二：伏安法测电源电动势与内阻
班别 姓名 学号
一、实验原理：
（1）原理：根据闭合电路欧姆定律：E
I R r
=
+或E IR Ir =+或E=U+Ir 。 （2）用下图A 、B 、C 几个电路图均可测量电源电动势和内阻(请同学们思考分别利用以下各实验电路怎样测量电源的电动势和内阻)
实验室一般选用图A 进行测量，实际测量时有可以把安培表接成外接和内接，如图1和图2：
二、数据处理与误差分析： 1、数据处理：
方法一：测量两组数据(U 1，I 1)和(U 2，I 2)建立方程组11E U I r =+，22E U I r =+，便可得到结果，但这样做偶然误差会比较大。
方法二：根据U= －rI + E 多测几组数据，建立U~I 曲线，利用 U 与I 的线性关系求解E （纵轴截距）和r （直线斜率的绝对值）。
注意事项：○
1实验中至少得到5组数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。
○
2由于r 一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r 时选取直线上相距较远的两点求得。
2、误差分析：因为电压表的分流作用，所以I
真=I 测＋I V ，
即（I 真-I 测）↑，反映在图线上如右图：
当U=0时，I V →0 I →I 真 ，故r 真＞r 测 ， E 真＞E 测
(思考：试分析用安培表外接法测电源电动势和内阻实验的系统误差。)
三、其它测量方法：
1．用一只电流表和电阻箱测量
如图1所示，改变电阻箱R的阻值，测出不同阻值时对应的电流表的示数，设
分别为R1、I1和R2、I2。设被测电源的电动势和内阻分别为E、r，电流表的内
阻为R A，则由闭合电路欧姆定律可得：
E=I1（R1+r+R A），E=I2（R2+r+R A），
2．用一只电压表和电阻箱测量
如图6所示，改变电阻箱R的阻值，测出不同阻值时对应的电压表的示数，
设分别为R1、U1和R2、U2。设被测电源的电动势和内阻分别为E、r，电压表的
内阻为R V，则由闭合电路欧姆定律可得：
，
例题1：某同学测量电源的电动势E及内阻r（E约为6V，r约为1.5Ω）。
器材：○1量程3V的理想电压表V，○2量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），○3固定电阻R=8.5Ω，○4滑线变阻器R′(0—10Ω)，○5开关S，导线若干。
①画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
②用笔画线代替导线完成实物连接图。
③实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E= ，r= ____ 。（用I1，I2，U1，U2及R表示）
巩固练习：
1、某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r．由于该电池的内电阻r 较小，因此在电路中接入了一阻值为2.0Ω的定值电阻R0．闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据（R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数）：
（1）为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是____________ ．
（2）计算出与各组数据对应的该物理量并填在表格中，在图乙所示的图象中作图，利用图象得到E =_______V，r = _______Ω．
2、要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：电压表V（3V和15V两个量程）、电阻箱（0~999.9Ω）、定值电阻R0=3Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如下的实验电路。
（1）电路中定值电阻R0的作用是．
（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。
（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到二组数据：R1=2.0Ω时U1=2.37V；R2=4.0Ω时U2=2.51V。由这二组数可求得电源的电动势为E= V，内阻为r= Ω．
（4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议。
实验三：描绘小电珠的伏安特性曲线
一、实验原理和电路：
（1）按实验要求在下面方框中画出实验电路图，并连接好实物接线图。
（2）实验得到如下数据（I 和U 分别表示小灯泡上的电流和电压）：
（3）在右图中画出小灯泡的U —I 曲线.
（4）如果某一电池的电动势是1.5V ，内阻是2.0Ω.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第（3）小题的方格图中.
练习：
1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,使用的小灯泡为“6V 3W ”,其他可供选择的器材有:
电压表V 1(量程6V ,内阻20K Ω)
电压表V 2(量程20V ,内阻60K Ω) 电流表A 1(量程3A,内阻0.2Ω) 电流表A 2(量程0.6A,内阻1Ω)
变阻器R 1
(0~1000
Ω,0.5A) 变阻器R 2(0~20Ω,2A) 学生电源E(6~8V) 开关S 及导线若干.
(1)实验中要求电压表在0~6V 范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U 和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,在上述器材中,电流表应选用 ,变阻器应选用 .
(2)请在上图所示的方框中画出实验的原理图.
2. 某灯泡两端的电压为1V 时,其电流为0.2A,当电压为2V 时,其电流为0.3A,那么电压为1.5V 时,则( )
A.其电流一定为0.25A
B.其电流一定大于0.25A 而小于0.3A
C.其电流一定大于0.2A 而小于0.25A
D.以上说法均不对