高中物理選修3-1復(fù)習(xí),測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻知識(shí)點(diǎn)
2019-01-03 20:11:49三好網(wǎng)
掌握用電壓表和電流表測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法與原理;學(xué)習(xí)掌握用U-I圖像處理數(shù)據(jù)的方法。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1. 測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。
二、實(shí)驗(yàn)原理
如圖1所示,改變R的阻值,從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值,利用閉合電路的歐姆定律求出幾組E、r值,最后分別算出它們的平均值。此外,還可以用作圖法來(lái)處理數(shù)據(jù)。即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo),U為縱坐標(biāo),用測(cè)出的幾組I、U值畫(huà)出U-I圖象所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)E值,圖線斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)電阻r的值。
三、實(shí)驗(yàn)器材
待測(cè)電池,電壓表( 0-3V ),電流表(0-0.6A),滑動(dòng)變阻器(10Ω),電鍵,導(dǎo)線。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.電流表用0.6A量程,電壓表用3V量程,按電路圖連接好電路。
2. 把變阻器的滑動(dòng)片移到一端使阻值最大。
3.閉合電鍵,調(diào)節(jié)變阻器,使電流表有明顯示數(shù),記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1),用同樣方法測(cè)量幾組I、U的值。
4. 打開(kāi)電鍵,整理好器材。
5.處理數(shù)據(jù),用公式法和作圖法兩種方法求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的值。
五、注意事項(xiàng)
1.為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻宜大些,可選用已使用過(guò)一段時(shí)間的1號(hào)干電池。
2.干電池在大電流放電時(shí),電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降,內(nèi)阻r會(huì)明顯增大,故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過(guò)0.3A,短時(shí)間放電不宜超過(guò)0.5A。因此,實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過(guò)大,讀電表要快,每次讀完立即斷電。
3.要測(cè)出不少于6組I、U數(shù)據(jù),且變化范圍要大些,用方程組求解時(shí),要將測(cè)出的I、U數(shù)據(jù)中,第1和第4為一組,第2和第5為一組,第3和第6為一組,分別解出E、r值再平均。
4.畫(huà)U-I圖線時(shí),要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣,就可使偶然誤差得到部分的抵消,從而提高精確度。
5.干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小,即不會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多,這時(shí),在畫(huà)U-I圖線時(shí),縱軸的刻度可以不從零開(kāi)始,而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開(kāi)始(橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始)。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流。不過(guò)直線斜率的絕對(duì)值照樣還是電源的內(nèi)阻,這時(shí)要特別注意計(jì)算斜率時(shí)縱軸的刻度不從零開(kāi)始。
測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻考點(diǎn)分析:
測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法很多,涉及的方方面面也很多,考查點(diǎn)靈活,一直是高考中最熱點(diǎn)的內(nèi)容之一,考查方面有:⑴電路的選擇。本實(shí)驗(yàn)有不同的方法測(cè)定E、r,故可以設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)電路,其誤差來(lái)源也不盡相同;⑵儀器的選擇。不同的實(shí)驗(yàn)條件導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)器材要進(jìn)行選擇使用,以盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差;⑶線路的連接;⑷數(shù)據(jù)的處理。既可以做出U-I圖像,還可以做出I-U圖像,還可以作出R-(1/I)圖像等。