2018-2019學(xué)年高中物理 第4章 探究閉合電路歐姆定律 4.2 測量電源的電動勢和內(nèi)阻學(xué)案 滬科版選修3-1.doc
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4.2 測量電源的電動勢和內(nèi)阻 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.掌握測量電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)方法． 2.學(xué)會用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究誤差產(chǎn)生的原因和減小誤差的方法． [知識探究] 一、實(shí)驗(yàn)原理和方法 1．公式法：如圖421所示，由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)r. 圖421 改變變阻器的阻值，從電流表、電壓表中讀出幾組U和I值，組成方程組可求解E、r. 2．圖像法：利用U＝E－Ir，建立UI圖像，根據(jù)測得數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫圖，利用圖線截距、斜率的意義求E、r. 二、實(shí)驗(yàn)器材 待測電池，電壓表(0～3 V)，電流表(0～0.6 A)，滑動變阻器(10 Ω)，開關(guān)，導(dǎo)線． 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1．確定電流表、電壓表的量程，按圖422連接好電路，并將滑動變阻器的滑片移到使接入電路的阻值為最大值的一端． 圖422 2．閉合開關(guān)S，接通電路，將滑動變阻器的滑片由一端向另一端移動，從電流表有明顯讀數(shù)開始，記錄一組電流表、電壓表讀數(shù)． 3．同樣的方法，依次記錄多組U、I值． 4．?dāng)嚅_開關(guān)S，拆除電路． 5．以U為縱軸，I為橫軸，將記錄的電壓、電流標(biāo)在坐標(biāo)圖上，過這些點(diǎn)作一條直線，根據(jù)縱軸截距求出電動勢，根據(jù)斜率大小求出內(nèi)電阻． 四、數(shù)據(jù)處理 為減小測量誤差，本實(shí)驗(yàn)常選用以下兩種數(shù)據(jù)處理方法： 1．公式法 利用依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般6組)，分別記錄且如表所示： 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 4 5 6 I/A I1 I2 I3 I4 I5 I6 U外/V U1 U2 U3 U4 U5 U6 分別將1、4組，2、5組，3、6組聯(lián)立方程組解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它們的平均值 E＝，r＝作為測量結(jié)果． 2．圖像法 把測出的多組U、I值，在UI圖中描點(diǎn)畫圖像，使UI圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)或使各坐標(biāo)點(diǎn)大致分布在直線的兩側(cè)，如圖423所示，由U＝E－Ir可知： 圖423 (1)縱軸截距等于電源的電動勢E，橫軸截距等于外電路短路時(shí)的電流Im＝. (2)直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，即r＝||＝. (3)若電源內(nèi)阻r＝0(理想電源)，則U＝E. 五、誤差分析 1．偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作UI圖像時(shí)描點(diǎn)不準(zhǔn)確． 2.系統(tǒng)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(shù)值比實(shí)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(shù)與總電流的偏差就越大，將測量結(jié)果與真實(shí)情況在UI坐標(biāo)系中表示出來，如圖424所示，可見E測下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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