高中物理必修三 學習筆記 第十二章　3　第1課時　伏安法測電池的電動勢和內阻

3實驗：電池電動勢和內阻的測量第1課時伏安法測電池的電動勢和內阻[學習目標]掌握伏安法測量電池電動勢和內阻的原理，會選用實驗器材、正確連接電路并進行實驗數據處理．一、實驗思路由E＝________知，改變外電路的阻值可測出多組__________、__________的值，通過圖像可求出E、r的值．實驗電路如圖所示．二、物理量的測量____________和_________兩個物理量．而僅測兩組U、I數據，聯立方程解得E和r，誤差可能較大，應該多次測量，并對數據處理，才能減小誤差．所以應該使用___________________改變外電路電阻，進行多次測量．三、數據處理1．計算法：由E＝U1＋I1r，E＝________________可解得E＝eq\f(I1U2－I2U1,I1－I2)，r＝eq\f(U2－U1,I1－I2).可以利用U、I的值多求幾組E、r的值，算出它們的________________．2．作圖法：(1)以U為縱坐標，I為橫坐標，建立平面直角坐標系，根據幾組U、I測量數據，在坐標系中描點，作U－I圖像，如圖所示．(2)將圖線兩側延長，縱軸截距是斷路的路端電壓，它的數值就是____________________；橫軸截距是路端電壓U＝0時的電流，它的數值就是_____________________________．(3)圖線斜率的絕對值為__________________，即r＝________________＝____________.3.誤差分析(1)偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數以及作U－I圖像時描點不準確．(2)系統誤差：主要原因是未考慮電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數值比實際的總電流(即流過電源的電流)要小一些．U越大，電流表的讀數與總電流的偏差就越大，將測量結果與真實情況在U－I坐標系中表示出來，如圖所示，可見E測<E真，r測<r真．四、注意事項1．為使電池的路端電壓有明顯變化，應選取內阻較大的舊干電池和內阻________的電壓表．2．實驗中不能將電流調得過大，且讀數要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池因大電流放電時間過長導致內阻r發生明顯變化．3.當干電池的路端電壓變化不很明顯時，作圖像，縱軸起點可不從零開始．縱軸單位可取得小一些．如圖所示，此時圖線與縱軸交點仍為電池的______________，但圖線與橫軸交點不再是短路電流，內阻要在直線上取較遠的兩點，用r＝____________求出．例1某同學用伏安法測一節干電池的電動勢E和內電阻r(約為3Ω)，所給的其他器材有：A．電壓表V：0～3V～15VB．電流表A：0～0.6A～3AC．滑動變阻器R1：(20Ω，1A)D．滑動變阻器R2：(1000Ω，0.1A)E．電阻箱R(0～999.9Ω)F．開關和導線若干(1)實驗中電壓表應選用的量程為____________(選填“0～3V”或“0～15V”)，電流表應選用的量程為____________(選填“0～0.6A”或“0～3A”)，滑動變阻器應選用_________(選填“R1”或“R2”)；(2)根據實驗要求在圖甲虛線框中畫出電路圖，并將圖乙所示的實物連接成實驗電路；(3)測出幾組電流、電壓的數值，并畫出圖像如圖丙所示，由圖像知該電池的電動勢E＝____________V，內電阻r＝____________Ω.例2某同學在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻的實驗中，串聯了一只2.5Ω的保護電阻R0，實驗電路如圖甲所示．(1)請按圖甲電路原理圖把圖乙實物電路利用筆畫線代替導線連接起來．(2)該同學順利完成實驗，測得如表所示的數據，請根據數據在圖丙坐標系中畫出U－I圖像，由圖知：電池的電動勢為______，內阻為________．(結果均保留2位有效數字)I/A0.100.170.230.30U/V1.201.000.800.60(3)考慮電表本身電阻對測量結果的影響，造成本實驗系統誤差的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)實驗所得的電池的電動勢和內阻的測量值與真實值比較：E測________E真，r測_______r