用多種方法測定電源的電動勢和內阻

2022-07-15 00:24:07 字數 1833 閱讀 3651

浙江省桐鄉市高階中學胡亦中

測定電源的電動勢和內阻實驗是高考中的熱點,主要考查對該實驗原理的理解,即用伏安法測電源的電動勢和內阻。涉及實驗步驟和誤差分析的考查,即學會用u-i圖象處理實驗資料求出電源電動勢e和內阻r,以及電表內阻對實驗結果產生的影響的誤差分析。而高考命題不僅侷限於課本上的實驗專案,要注意方法的遷移,即要考查學生要有遷移知識的能力和創新思維能力。

下面介紹其它幾種測定電源電動勢和內阻的方法,分析每種方法的原理及處理辦法。

1.用乙隻電流錶和電阻箱測量

如圖1所示,改變電阻箱r的阻值,測出不同阻值時對應的電流錶的示數,設分別為r1、i1和r2、i2。設被測電源的電動勢和內阻分別為e、r,電流錶的內阻為ra,則由閉合電路歐姆定律可得:

e=i1(r1+r+ra),

e=i2(r2+r+ra),

解得,。

若採用圖象法處理實驗資料,則由閉合電路歐姆定律得:

e=i(r+r+ra), ①

(1)將①式轉化變為:

,  即要求作出圖線,見圖2所示,此直線的斜率為電源電動勢e,對應縱軸截距的絕對值為電源的內阻r。

(2)或將①式轉化變為:

,  即要求作出圖線,見圖3所示,此直線的斜率為電源電動勢e,對應縱軸截距的絕對值與電流錶內阻ra的差為電源的內阻r。

(3)或將①式轉化變為:

,  即要求作出圖線,見圖4所示,此直線的斜率的倒數為電源電動勢e,對應縱軸截距除以斜率再與電流錶內阻ra的差為電源的內阻r。

(4)或將①式轉化變為:

,  即要求作出圖線,見圖5所示,此直線的斜率的倒數為電源電動勢e,對應縱軸截距除以斜率為電源的內阻r。

2.用乙隻電壓表和電阻箱測量

如圖6所示,改變電阻箱r的阻值,測出不同阻值時對應的電壓表的示數,設分別為r1、u1和r2、u2。設被測電源的電動勢和內阻分別為e、r,電壓表的內阻為rv,則由閉合電路歐姆定律可得:

,  ,

解得, 。

若採用圖象法處理實驗資料,則由閉合電路歐姆定律得:

, ②(1)將②式轉化變為:

,  即要求作出圖線,見圖7所示,此直線對應縱軸截距的絕對值的倒數為電源的內阻r,該直線的斜率除以對應縱軸截距的絕對值為電源電動勢e。

(2)將②式轉化變為:

,  即要求作出圖線,見圖8所示,此直線對應縱軸截距的絕對值減去電壓表內阻的倒數再倒數為電源的內阻r,該直線的斜率乘以電源的內阻r為電源電動勢e。

(3)將②式轉化變為:

,  即要求作出圖線,見圖9所示,此直線對應縱軸截距的倒數為電源的電動勢e,該直線的斜率除以對應縱軸截距為電源的內阻r。

(4)將②式轉化變為:

,  即要求作出圖線,見圖10所示,此直線對應縱軸截距為,該直線的斜率為,利用上述兩結論可解得電源的電動勢e和內阻r。

3.用兩隻電壓表測量

測量電路如圖11所示,斷開k時,測得兩電壓表的示數分別為u1、u2,再閉合k,此時電壓表v1的示數為u1′。設被測電源的電動勢和內阻分別為e、r,電壓表v1的內阻為rv,則由閉合電路歐姆定律可得:

,  ,

解得, 。

通過上面分析可知,在物理實驗備考複習過程中,要重視實驗原理和方法的遷移,學會用多種方法處理實驗資料。在物理高考考綱中涉及與實驗有關能力要求有:①能獨立完成「知識內容表」中所列的實驗,能明確實驗目的,能理解實驗原理和方法,能控制實驗條件,會使用儀器,會觀察、分析實驗現象,會記錄、處理實驗資料,並得出結論。

能靈活地運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題。②能夠根據具體問題列出物理量之間的關係式,進行推導和求解,並根據結果得出物理結論,必要時能運用幾何圖形,函式影象進行表達、分析。要提高這些方面的能力,在平時教學過程中,多嘗試對學生進行物理思想、方法和實驗設計的教學,多嘗試進行開放式教學,努力開發學生的潛在能力。

測定電源電動勢和內阻

一 教材內容分析 本節課是高中物理選修3 1的第二章第十節,金版新學案第十個實驗 這節課內容是測量電源的電動勢與內阻,電源的特性主要由電動勢與內阻來描述,因此測量電動勢和內阻對於合理使用電源具有重要的意義。本節課主要介紹了用伏安法測量電源的電動勢與內阻的電路以及用影象法處理實驗資料。二 設計理念與設...

測定電源的電動勢和內阻

實驗目的 測定電池的電動勢和內電阻。實驗原理 如圖1所示,改變r的阻值,從電壓表和電流錶中讀出幾組i u值,利用閉合電路的歐姆定律求出幾組e r值,最後分別算出它們的平均值。此外,還可以用作圖法來處理資料。即在座標紙上以i為橫座標,u為縱座標,用測出的幾組i u值畫出u i圖象 如圖2 所得直線跟縱...

測電源電動勢和內阻的六種方法

解析 由歐姆定律可知,測出兩組電阻箱的不同值及其對應的電流,由,可得 式中 是電阻箱分別取和時電流錶讀數。設計實驗原理圖如圖2所示。說明 此種方法使測得的電動勢無系統誤差,但內阻偏大。三 用乙隻電壓表和乙隻電阻箱測量 根據,測出兩組電阻箱不同值及其對應的電壓,即有,得 設計實驗原理圖如圖3所示。說明...