导学提纲12.3实验：电池电动势和内阻的测量

12.3  实验:电池电动势和内阻的测量

【学习目标】

1.知道测量电源电动势和内阻的实验原理,进一步感受电源路端电压随电流变化的关系。

2.学会根据图象合理外推进行数据处理的方法。

3.尝试分析电源电动势和内阻的测量中的误差,了解测量中减小误差的方法。

一、实验原理：

⑴“伏安法”测电源电动势和内阻

①闭合电路欧姆定律“电压、电流式”：____________

②用电压表、电流表、滑动变阻器等组成如图所示电路图，

测出____________两组值，就能算出电动势和内阻。

⑵“安阻法”测电源电动势和内阻

①闭合电路欧姆定律“电流式”：___________

②用电流表、电阻箱等组成如图所示电路图，

测出____________两组值，就能算出电动势和内阻。

⑶“伏阻法”测电源电动势和内阻

①闭合电路欧姆定律“电压式”：___________

②用电压表、电阻箱等组成如图所示电路图，

测出____________两组值，就能算出电动势和内阻。

二、实验器材：（以“伏安法”为例）

电池(待测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸等。

三、实验步骤：

⑴确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。

⑵把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。

⑶闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录6组I、U值。

⑷断开电键，整理好器材。

四、数据处理：

⑴平均值法：利用实验中测得的6组U、I值，分别组成三组方程组，联立解得三个电动势和三个内阻值，分别算出它们的平均值，即,

⑵图象法:（合理外推）

①由变形可得

②把测出的多组数据U、I值，在U-I图中描点画图象，使U-I图象的直线经过大多数坐标点,不在坐标图象上的点大致分布在直线的两侧。

③纵轴截距等于电动势E，直线斜率的绝对值等于电源的内阻r=|ΔU|/|ΔI|。

思考：利用“安阻法”和“伏阻法”测电池的电动势和内阻时，是否可以利用图像法来分析？如果能用，斜率和截距分别表示什么？

五、实验注意事项：

⑴为了使电池的路端电压变化明显，电池应选使用过一段时间的半新电池。

⑵闭合开关前，一定要把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。

⑶当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。

⑷该实验中电流表一般选0-0.6A ，电压表一般选0-3V。

六、误差分析：

⑴电流表相对于待测电阻（电源内阻）外接，如下图所示：

⑵电流表相对于待测电阻（电源内阻）内接，如下图所示：

思考：在实验室做实验为什么采用电流表外接的方式？

【课堂检测】

用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验，供选用的器材有：

A.电流表（量程0～0.6A，RA=1Ω）

B.电流表（量程0～5A，RA=0.6Ω）

C.电压表（量程0～3V，RV=5kΩ）

D.电压表（量程0～15V，RV=10kΩ）

E.滑动变阻器（0～10Ω，额定电流1.5A）

F.滑动变阻器（0～2kΩ，额定电流0.2A）

G.待测电源（一节一号干电池）、开关、导线若干

（1）实验中电流表应选用___________，电压表应选用___________，滑动变阻器应选用___________（用字母代号填写）

（2）引起该实验系统误差的主要原因是___________。

小结：选择实验仪器的三个原则：安全性原则、精确性原则、方便性原则。

【总结提升】