实验十　测定电源的电动势和内阻（解析版）2021年高考物理必考实验专题突破

1 实验十　测定电源的电动势和内阻（解析版） 1.实验原理 　　(1)如图甲所示,改变 R 的阻值,从电压表和电流表中读出几组 I、U 值,利用闭合电路的欧姆定律求出几 组 E、r 值,最后分别算出它们的平均值。 甲　　　　　　　　　乙 　　(2)用图象法来处理数据,在坐标纸上以 I 为横坐标、U 为纵坐标,用测出的几组 I、U 值画出 U-I 图象, 如图乙所示,直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势 E 的值,图线的斜率的绝对值即内阻 r 的值。 2.实验器材 　　电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 3.实验步骤 　　(1)电流表用 0.6 A 量程,电压表用 3 V 量程,按实验原理图连接好电路。 (2)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端。 (3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1)。用同样方法测量出六组 I、U 的值,并填入表格中。 组数 物理量　 　 第 1 组 第 2 组 第 3 组 第 4 组 第 5 组 第 6 组 U/V I/A (4)断开开关,拆除电路,整理好器材。 4.数据处理 　　(1)公式法:联立六组对应的 U、I 数据,满足关系式 U1=E-I1r、U2=E-I2r、U3=E-I3r、…,让第 1 式和第 4 式联立方程,第 2 式和第 5 式联立方程,第 3 式和第 6 式联立方程,这样解得三组 E、r 值,取其平均值作为电 池的电动势 E 和内阻 r。 (2)图象法:在坐标纸上以路端电压 U 为纵轴、干路电流 I 为横轴建立 U-I 坐标系,在坐标平面内描出各 组(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,如2 图所示。 　　①图线与纵轴交点为 E。 ②图线与横轴交点为 I 短=퐸 푟。 ③图线的斜率的绝对值表示 r=|Δ 푈 Δ 퐼 |。 5.误差分析 　　(1)偶然误差 ①由于读数不准和电表接线不良引起的误差。 ②用图象法求 E 和 r 时,由于作图不准确造成的误差。 ③测量过程中通电时间过长或电流过大,都会引起 E、r 变化。 (2)系统误差 由电压表和电流表内阻影响而导致的误差。 ①若采用如图甲所示的电路,在理论上 E=U+(IV+IA)r,其中电压表示数 U 是准确的电源两端电压。但实 验中忽略了通过电压表的电流 IV,因此形成误差,而且电压表示数越大,IV 越大。 甲　　　　　　　　　乙 结论: a.当电压表示数为零时,IV=0,IA=I 短,短路电流测量值=真实值。 b.E 测