文档介绍：几种测电池电动势和内电阻的方法比较
测量电源的电动势和内电阻是中学物理中一个非常重要的电学实验,也是近几年高考和模拟考试考查的一个热点,从改卷的结果来看,,,希望能给大家一些启示.
一、伏安法
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伏安法测电池电动势和内电阻的实验电路有两种选择,.
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伏安法测电动势和内电阻的原理是闭合电路的欧姆定律,即E=U+Ir①
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(1)解方程组法.
由①可知,只要测出两组U、I数据,解方程组即可得到E=,r=,.
(2)图像法.
为减小实验误差,我们往往采用图像法来处理数据,采用图像法处理数据,我们所得到的图线应该是直线,,得出路端电压U与电源输出电流I的关系为U=E-Ir
②
改变R的值,得到几组U、I的值,在U-I坐标系中画出这些点,作一条直线,这就是电源的U-I图线,如图2所示.
由②可知:当I=0时,U=E,即图线在纵轴上的截距等于电池电动势E;U=0时,I短=E/r,r=E/I短,即图线斜率的绝对值等于电池内电阻.
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-I图像(图3),并根据图像求出待测电池的电动势和内电阻.
①电池的电动势为______V.
②此电池的内阻为______Ω.
【解析】在坐标系中描点,然后连线,连线时要让尽可能多的点落在同一直线上,让其余的点分居在直线的两侧,让误差较大的点舍弃,由图4可知,,,特别要注意纵轴的起点不是从零开始,故图线在横轴上的截距不表示电源的短路电流.
二、电阻箱和电流表法
由于条件的限制,没有电压表,但有电流表和电阻箱时,我们也可以测量出电源的电动势和内电阻.
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电流表、电阻箱法测电源的电动势和内电阻,如图5所示.
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由闭合电路的欧姆定律可知E=I(R+r)③.
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(1)解方程组法.
由③可知,只要测出两组I、R数据,解方程组即可得到
E=,r=.
(2)图像法.
由③变形得=R+④,可知和R成线性关系,如图6所示,在-R坐标系中,斜率表示电动势的倒数,截距表示.
由③还可得R=E-r⑤,可知R和成线性关系,如图7所示,在R-坐标系中,截距的绝对值表示内电阻,斜率表示电动势.
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例2.(2006•天津)―图线,其中R为电阻箱的读数,I为电流表读数,由此可以得到E=___V,r=___Ω.
【解析】由E=I(R+r)得R=E-r,在R-坐标系中,截距的绝对值表示内电阻,=,E=.
例3.(2006•广东)某同学设计了一个如图9a所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的实验器材为:待测干电池组(电动势约3V)、电流表(,内阻小于1