实验：电池的电动势和内阻的测量 |
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| 知识点详情 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
实验：电池的电动势和内阻的测量知识点包括器材准备、操作过程、数据处理、误差分析、注意事项等部分，有关实验：电池的电动势和内阻的测量的详情如下： 一、器材准备被测电源(如干电池、水果电池等)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线。 二、操作过程1．确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好，如图所示。
2．把变阻器的滑动片移到最左端使阻值最大。 3．闭合开关，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，用同样的方法测量并记录几组I和U的值。并填入下表：
4.断开开关，整理好器材。 5．以U为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，过这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻。 三、数据处理1．代数法 分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组分别解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值 2．图像法 把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图像，使U－I图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝E－Ir可知：
(1)纵轴截距等于电源的电动势E，原点电压为0时，横轴截距等于外电路短路时的电流 (2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻 (3)若电源内阻r＝0(理想电源)，则U＝E。 四、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图像时描点不准确。 (2)系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U－I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测<E真，r测<r真。
五、注意事项在实验时应注意以下四点： 1．电池应选使用过一段时间的半新电池，电流表一般选0～0.6 A挡，电压表一般选0～3 V挡。 2．闭合开关前，一定把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。 3．在电流表有明显示数且稳定后，再读出电压表读数U和电流表读数I。 4．一般来说电池的电动势和内阻都随着使用时间的增长而变化，实验时不要长时间通电，只是在读数时让电路接通，其他时间要断开电路。 |
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| 典型例题 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
【第1题】
做“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验，可供选用的器材有： A.电流表（量程：0～0.6 A RA约为1 Ω） B.电流表（量程：0～3 A RA约为0.6 Ω） C.电压表（量程：0～3 V R V约为5 kΩ） D.电压表（量程：0～15 V R V约为10 kΩ） E.滑动变阻器（阻值范围：0～10 Ω 额定电流：1.5 A） F．滑动变阻器（阻值范围：0～2 kΩ 额定电流：0.2 A） G．待测电源（一节一号干电池）、开关、导线若干 （1）请画出能使本实验测量精确程度较高的实验电路图。
（2）电路中电流表应选用__ __，电压表应选用__ __，滑动变阻器应选用__ __。（填字母代号） （3）如图甲所示为实验所需器材，请按电路图连接实物图。 【第2题】
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 Ω）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 Ω B.电流表：量程3 A，内电阻约0.2 Ω C.电压表：量程3 V，内电阻约30 kΩ D.电压表：量程6 V，内电阻约60 kΩ E.滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 A F．滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流2 A （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）下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）。
【第3题】
小明利用如图1所示的实验装置测量一节干电池的电动势和内阻。
（1）图中电流表的示数为__ __A。 （2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：
请根据表中的数据，在图2所示的方格纸上作出U－I图线。
由图线求得：电动势E＝__ __ V；内阻r＝__ __Ω。 （3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为__ __。 【第4题】
利用图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻，定值电阻R0＝2.0 Ω。
（1）某实验得到的部分数据如下表所示，序号为2的电压表、电流表的示数如图所示，请读出数据，完成下表。 答：①__ __，②__ __。
（2）在上图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝__ __V/A（保留两位有效数字）。 （3）根据图线求得干电池的电动势E＝__ __ V，内电阻r＝__ __Ω（保留两位有效数字）。 |
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作为测量结果。
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