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12.3实验：测定电池的电动势和内阻
课时2
实验目的：
（1）进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压表和电流表测量电源的电动势和内阻的方法。
（2）进一步熟悉电压表、电流表、滑动变阻器的使用、量程选择 。
（3）掌握用图像法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压U与干路电流I的关系图像(即U-I 图像)与横、纵坐标轴交点坐标的物理意义以及图像斜率的物理意义。
实验原理：
实验器材：
电压表、电流表、滑动变阻器、电池、开关、导线若干
实验步骤：——连接电路
实验步骤：——记录数据
实验步骤：——多次测量并记录
实验数据处理：
U/V 1.40 1.35 1.31 1.28 1.25 1.22
I/A 0.10 0.19 0.26 0.32 0.38 0.44
注意：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。
个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。
数据处理：——描点连线
实验数据处理：——描点连线
如何解决测量数据只分布在坐标系的一小部分区域问题？
调整纵轴起点和比例，使数据大致布满整个坐标区域。
实验数据处理：——描点连线
实验数据处理：——想一想？
调整后的直线与坐标轴的交点值是否发生了改变呢？
E=1.45V
实验数据处理：——得出结果
（0.00，1.45）
（0.47，1.20）
ΔU= - 0.25v

ΔI=0.47A

E=1.45V
实验数据处理：——得出结果
(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:电压表的分流作用使从电流表上读出的数值比流过电源的电流小一些.
实验误差分析：
I真
I测
IV
I真=I测+IV
I真
I测
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IV
小结：
实验原理
实验器材
实验步骤
实验数据处理
实验误差分析
实验注意事项
实验：测定电池的电动势和内阻
实验目的
注意事项：——操作方面
（1）仪器的选择：
电流表量程选择0-0.6A，电压表量程选择0-3V。为使电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较大的旧干电池.
（2）实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电，以免干电池E和r出现明显变化。
注意事项：——读数方面
电流表0~0.6A的分度值为0.02A，故上表的读数为0.10A
电压表0~3V的分度值为0.1V，需要往后估读一位，故上表的读数为1.40V
注意事项：——数据处理
若干电池的路端电压变化不很明显,作图像时,纵轴标度可取得小一些,且纵轴起点可不从0开始.
【典例1】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路是图中的　　　　(选填“甲”或“乙”).
甲
乙
解析: (1)如果用图乙电路,误差来源于电流表的分压作用,测量时将电流表内阻当成电源内阻的一部分,而电流表内阻与电源内阻很接近,故电源内阻测量误差大;用图甲电路,误差来源于电压表的分流作用,因为电压表的内阻远大于滑动变阻器的电阻,故电压表的分流作用很小,测量引起的误差小,故选择甲电路图.
甲
课堂练习：——命题角度1　巩固强化——应该怎么做
(2)现有开关和导线若干,以及以下器材:
A.电流表(0~0.6 A)
B.电流表(0~3 A)
C.电压表(0~15 V)
D.电压表(0~3 V)
E.滑动变阻器(0~10 Ω)
F.滑动变阻器(0~500 Ω)
实验中电流表应选用　　　　;电压表应选用　　　　;滑动变阻器应选用　　　　.(选填相应器材前的字母)
解析:(2)电源电动势约为1.5 V,因此电压表量程选择0~3 V,故选D;为使电流表指针有较大角度的偏转,需选用小量程电流表和全阻值小的滑动变阻器,故电流表选A,滑动变阻器选E.
D
A
E
选择仪器的原则？
(1)安全性原则,即一定要保证仪器的安全.对电表来讲不超过量程,对滑动变阻器来讲不能超过其额定电流.
选择仪器的原则
(2)精确性原则,即要保证测量时读数精确.对电表来讲在不超量程的前提下,尽量选用小量程的,对欧姆表来讲尽量让指针指在中值刻度附近.
(3)方便性原则,此原则主要针对滑动变阻器.在滑动变阻器控制电路时,电路的电压、电流的变化范围要尽可能大,以便获取多组测量值.
【典例2】用电流表和电压表测量电源的电动势和内阻,实验原理图及所需器材如图甲、乙所示.
(1)在图乙中用笔画线代替导线将器材按原理图连接成实验电路.
甲
乙
课堂练习：
(2)一位同学记录的6组数据见下表:
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
试根据这些数据在图丙中作出U-I图像,根据图像读出电源的电动势
E=　　　 　V,求出电源内阻r=　　　 　Ω.
丙
E=1.46V
1.46(1.45~1.47均可)
0.71(0.69~0.73均可)
作业
课本必修三P92页练习与应用第2题、第3题
同学们再见！

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