《10实验：测定电池的电动势和内阻》优质课教案下载

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4、学会用不同方法分析实验误差

5、掌握两种创新电路伏箱法和安箱法

一、实验目的

1.掌握测定电源的电动势和内阻的方法。

2.会用图象法求电动势和内阻。

二、实验原理

在闭合电路中,由闭合电路的欧姆定律可得电源的电动势E、内阻r、路端电压U、电流I存在关系为U=E-Ir,E、r在电路中不随外电阻R的变化而改变;测量原理图如图所示,通过改变外电阻,用电流表和电压表测得一系列I和U的值(至少6组),然后再在U-I图象中描点作图,所得直线与纵轴的交点即为电动势E,图线斜率的绝对值为内阻r,这种方法叫伏安法。

实验器材

　电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、坐标纸。

四、实验步骤

1.按实验电路图连接成电路,电流表取0.6 A量程,电压表取3 V量程,将滑动变阻器的触头调到有效电阻最大的一端。

2.检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器触头的位置,使电流表有明显示数,记下一组(I,U)值。

3.改变滑动变阻器滑片的位置5次,用同样的方法,再测出5组(I,U)数值,然后断开开关,整理好仪器。

五、数据处理

方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小

方法二:用图象法处理数据

(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U-I坐标系,在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点。

(2)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,则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电源电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线斜率的绝对值即为电源的内阻r,即

六、误差分析

1.偶然误差

(1)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

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。

(1)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源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),因为伏特表和电源并联,所以等效内阻r测应等于电源真实内阻值r真和伏特表电阻RV的并联值,即 。此时如果断开外电路,则电压表两端电压U等于电动势测量值,即U=E测,而此时伏特表与电源构成回路,所以有U