探究電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
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產(chǎn)品描述
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font>
1、知道測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理，感受路端電壓隨電流變化而變化的關(guān)系。
2、學(xué)會(huì)根據(jù)圖像合理外推進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。
實(shí)驗(yàn)原理
電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是電源的兩個(gè)重要參數(shù)，但不能直接測(cè)量。將電源接在電路中，路端電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻能通過(guò)閉合電路建立聯(lián)系，因此測(cè)量出路端電壓和電流后就可以計(jì)算動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
實(shí)驗(yàn)器材
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序號(hào) |
實(shí)驗(yàn)箱名稱 |
器材名稱 |
數(shù)量 |
備注 |
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1 |
恒定電流 |
測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 |
1 |
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2 |
恒定電流 |
紅黑香蕉導(dǎo)線 |
6 |
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3 |
高中物理通用組合儀器箱 |
電流表 |
1 |
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4 |
高中物理通用組合儀器箱 |
電壓表 |
1 |
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5 |
高中物理通用組合儀器箱 |
萬(wàn)用表 |
1 |
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6 |
恒定電流 |
滑動(dòng)變阻器20Ω |
1 |
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7 |
恒定電流 |
鱷魚(yú)夾 |
2 |
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7號(hào)電池 |
2 |
自備 |
操作要點(diǎn)
1、前三種實(shí)驗(yàn)方法的原理基本相同。為減小偶然誤差，應(yīng)注意：（1）兩組數(shù)據(jù)的變化范圍要大一點(diǎn)；（2）每一組電動(dòng)勢(shì) E 測(cè)和內(nèi)阻 r 測(cè)的數(shù)值均應(yīng)多次測(cè)量取平均值。
2、待測(cè)干電池的內(nèi)阻宜大些（如用舊電池；或?qū)⑿码姵卮?lián)一個(gè)幾歐的電阻充當(dāng)電源內(nèi)阻），使電池的路端電壓隨電流變化明顯，易于測(cè)量。
3、為了避免電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻發(fā)生較大變化，實(shí)驗(yàn)中電流不要調(diào)得過(guò)大，每次讀完數(shù)據(jù)要立即斷開(kāi)電鍵，且最好使電流值由大到小順序變化，這樣可使 E 和 r 的值比較穩(wěn)定。
4、畫(huà)圖像時(shí)要盡量使數(shù)數(shù)點(diǎn)落在直線上。不能在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去，這樣做可以減少偶然誤差。
實(shí)驗(yàn)方法
方法一：測(cè)出兩組 U、I 的值，建立方程組E=U1+I1r，E=U2+I2r解得電動(dòng)勢(shì) E測(cè)和內(nèi)阻 r測(cè)。實(shí)驗(yàn)電路如圖 1-2 所示。
方法二：測(cè)出兩組 I、R 的值 ，建立方程組E=I1R1 +I1r，E=I2R2 +I2r解得電動(dòng)勢(shì)E測(cè)和內(nèi)阻r測(cè)。實(shí)驗(yàn)電路如圖 1-3 所示。
方法三：測(cè)出兩組 U、R 的值，建立方程組E = U1 +U1/R1r，E = U2 +U2/R2r電動(dòng)勢(shì)E測(cè)和內(nèi)阻r測(cè)。實(shí)驗(yàn)電路如圖 1-4 所示。
方法四：根據(jù)閉合電路歐姆定律，有 U=-Ir+E。按圖 1-2 實(shí)驗(yàn)電路，改變電路的外電阻，測(cè)出多組不同工作狀態(tài)下的路端電壓和電流，在 U-I 坐標(biāo)中描點(diǎn)作出圖線，由圖線在 U 軸的截距得出電動(dòng)勢(shì) E，由斜率求出內(nèi)阻 r。
實(shí)驗(yàn)步驟
本實(shí)驗(yàn)采用方法四：利用 U-I 圖像測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
1、按以下實(shí)物圖連接電路，電壓表并聯(lián)在待測(cè)干電池和電鍵串聯(lián)后的兩端，電流表串在電路中。
2、閉合電鍵，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片改變路端電壓和電流，測(cè)量多組（不少于 6～8 組）U、I 值，并填入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表。
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實(shí)驗(yàn)次數(shù) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
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U/V |
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I/A |
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3、在 U-I 坐標(biāo)系中描出各組路端電壓 U 和電流 I 值對(duì)應(yīng)的各數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后用一條平滑的直線把這些點(diǎn)連接起來(lái)。
4、由圖線在 U 軸上的截距得出電動(dòng)勢(shì) E，根據(jù)圖線的斜率的絕對(duì)值求出內(nèi)阻 r。
結(jié)果與討論
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