第1部分 第二章 第5节 学生实验:测量电源的电动势和内阻
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高二物理实验:测定电源的电动势和内阻【实验目的】测定电池的电动势和内电阻【实验原理】由闭合电路的欧姆定律E =U+Ir知,路端电压U=E—Ir,对给定的电源,E、r 为常量,因此路端电压U是电流I的一次函数。
将电池、电流表、电压表,可变电阻连接成如图所示的电路,改变可变电阻R的阻值,可以测得多组I、U值。
将它们描在U—I坐标中,图线应该是一条直线。
显然,直线在U坐标上的截距值就是电池电动势,直线斜率的绝对值就是电池的内阻的大小。
上述用作图的方法得出实验结果的方法,具有直观、简便的优点。
1、图 2.6-1中,电源电动势E、内电阻r,与路端电压U、电流I的关系可写为E=______________。
(1)2、图2.6-2中,电源电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为E=______________。
(2)3、图2.6-3中电源E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为E=______________。
(3)【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、直尺实验步骤操作规范一.连接实验电路1.将电流表、电压表机械调零2.布列实验器材,接图连接实验电路图2.6-1 1.若表针不在零位,用螺丝刀旋动机械调零螺钉,使其正对2.⑴实验器材应放置在合适的位置,应使电键、滑动变阻器便于操作;电表刻度盘应正对实验者⑵电键接入电路前,处于断开位置;闭合电键前,滑动变阻器阻值置于最大;导线连接无“丁”字形接线⑶电流表量程0.6A,电压表量程3V二.读取I、U数据1.调节滑动变阻器的阻值,闭合电键,读取一组电流表和电压表的读数2.改变滑动变阻器的阻值,闭合电键,读取电流表和电压表读数,共测5-10组 1.⑴滑动变阻器的阻值由大到小变化,使电路中电流从小到大平稳地改变,适时地读取I、U 读数⑵电流表和电压表读数正确,有估读⑶必要时要及时改变电表量程2.每次实验后,都要及时断开电源三.拆除电路,仪器复原E r S【数据记录】1 2 3 4 5 6U/I/【作图U-I】【注意事项】1.使用内阻大些(用过一段时间)的干电池,在实验中不要将I调得过大,每次读完U、I 读数立即断电,以免于电池在大电流放电时极化现象过重,E、r明显变化.2.在画U-I图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差.3.如果下部大面积空间得不到利用,为此可使坐标不从零开始,有时也可以把坐标的比例放大,可使结果的误差减小些.此时图线与横轴交点不表示短路电流.4.计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用r=|ΔU/ΔI|计算出电池的内阻r.。
测量电源电动势和内阻实验报告测量电源电动势和内阻实验报告引言:电源是电路中不可或缺的组成部分,而电动势和内阻则是衡量电源性能的重要指标。
本次实验的目的是通过实际测量,探究电源的电动势和内阻的测量方法,并分析其对电路性能的影响。
实验装置和步骤:实验所用的装置包括直流电源、电压表、电流表和可变电阻。
具体步骤如下:1. 将直流电源连接至电路中,确保电路连接正确。
2. 将电压表并联至电源的正负极,测量电源的电动势。
3. 将电流表串联至电路中,测量电路中的电流。
4. 通过调节可变电阻,改变电路中的电阻值,并记录相应的电流和电压值。
实验结果:根据实际测量数据,我们得到了电源的电动势和内阻的数值。
以一组数据为例,电源的电动势为12V,内阻为2Ω。
通过多次实验,我们可以得到一系列的电动势和内阻数值。
讨论:在实验过程中,我们发现电源的电动势和内阻与电路的性能密切相关。
首先,电动势是电源提供给电路的电能,它决定了电路中的电流大小。
当电动势增大时,电路中的电流也会相应增大;反之,当电动势减小时,电路中的电流也会减小。
因此,电动势的大小对于电路的工作状态具有重要影响。
其次,内阻是电源内部的电阻,它会影响电源的输出能力。
当电路中的负载电阻较大时,内阻的影响相对较小;但当负载电阻较小时,内阻的影响就会显现出来。
内阻较大时,电源的输出能力较弱,电压下降较明显;而内阻较小时,电源的输出能力较强,电压下降较小。
因此,内阻的大小对于电源的稳定性和输出能力具有重要影响。
结论:通过本次实验,我们深入了解了电源的电动势和内阻的测量方法,并分析了其对电路性能的影响。
电动势和内阻是电源的重要指标,对于电路的正常工作和稳定性具有重要意义。
在实际应用中,我们应根据电路的需求选择合适的电源,以确保电路的正常运行。
总结:电源的电动势和内阻是电路中不可忽视的因素,它们对电路的性能和稳定性具有重要影响。
通过实际测量和分析,我们可以准确了解电源的电动势和内阻的数值,并根据实际需求选择合适的电源。
《测量电源的电动势和内阻》讲义一、实验目的1、理解并掌握测量电源电动势和内阻的基本原理。
2、学会使用相关实验仪器,如电压表、电流表、滑动变阻器等进行测量。
3、能够根据实验数据,运用恰当的方法处理数据,得出电源的电动势和内阻。
二、实验原理1、伏安法电源的电动势 E 和内阻 r 是电源的两个重要参数。
假设电源的电动势为 E,内阻为 r,外电路电阻为 R,电路中的电流为 I,路端电压为U。
根据闭合电路欧姆定律可得:E = U + Ir当外电路断路时,即 I = 0,此时路端电压等于电源电动势,即 U = E。
当外电路短路时,即 R = 0,此时电流 I 达到最大值,I = E / r。
在实验中,我们改变外电路电阻 R,测量出多组电流 I 和路端电压U 的值,然后通过图像法或计算法求出电源的电动势 E 和内阻 r。
2、图像法以路端电压 U 为纵坐标,电流 I 为横坐标,根据上述公式画出 U I 图像。
图像是一条直线,其斜率等于电源内阻的负值,即 r,直线与纵轴的截距等于电源的电动势 E。
三、实验器材电源(干电池或蓄电池)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、电阻箱(可选)。
四、实验步骤1、连接电路(1)按照电路图连接实物电路,注意电压表和电流表的量程选择要合适,滑动变阻器的滑片要置于阻值最大处。
(2)将电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表用导线依次连接成串联电路。
2、测量数据(1)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表和电压表有适当的示数,记录此时的电流 I 和电压 U。
(2)改变滑动变阻器滑片的位置,重复上述步骤,多测量几组数据。
一般建议测量 5 8 组数据。
3、数据处理(1)计算法根据测量得到的多组 U 和 I 的值,列出方程组,通过解方程组求出电源的电动势 E 和内阻 r。
(2)图像法以 I 为横坐标,U 为纵坐标,建立直角坐标系。
根据测量得到的数据,在坐标系中描点,然后用直线将这些点连接起来(尽量让直线通过更多的点,不在直线上的点均匀分布在直线两侧)。
测电源电动势和内阻实验报告实验名称:测电源电动势和内阻实验目的:掌握测量电源电动势和内阻的方法,了解电源的实际特性及其参数。
实验仪器:数字万用表,电流表,电阻箱,直流电源。
实验原理:根据欧姆定律和基尔霍夫定律,可以得出电源电动势与电池内阻的计算公式。
电源电动势U=E-Ir;其中,E表示电源电动势,I表示电路中的电流,r表示电池的内阻。
内阻的计算公式为:r=(E-U)/I。
实验步骤:1、将电阻箱调整到最大电阻,断开输出端,使电源仅提供开路电压U0。
2、连接电路:将电源的正极接到正极线圈的一端,电源负极和电阻箱依次接在另一根导线上,再接在负极线圈一端。
3、用万用表测量正负极线圈间的电压U1,即电动势E。
4、打开电路,用万用表测量电路中的电流I。
5、再用万用表测量电路中的电压U2,即终端电压。
6、根据公式计算内阻r=(E-U2)/I,得出结果。
7、将电阻箱的电阻分别减小数倍,重复以上步骤,测量内阻。
实验结果与分析:第一次测量得到电动势E=12V、电流I=0.5A、终端电压U2=11.5V,计算得到内阻r=(E-U2)/I=1Ω。
第二次测量时,将电阻减小到一半,得到的内阻为0.5Ω。
第三次测量时,将电阻减小到1/3,得到的内阻为0.333Ω。
由此可知,当电路中电流增大时,电池的内阻也随之减小。
而当电路中电流较小时,电池的内阻相应地较大。
实验结论:1、本实验通过实验测量的结果说明,电池的内阻会影响到电路中的电流和电压。
2、本实验中得到的电池内阻值随着电路中电流增大而逐渐减小。
3、本实验结果表明,电池内阻对电池的使用寿命和性能有重要影响。
因此,在电池选择和使用过程中,应该充分考虑其内阻值。
测量电源的电动势和内阻实验报告一、实验目的1、掌握测量电源电动势和内阻的基本原理和方法。
2、学会使用电压表、电流表等电学仪器进行测量和数据处理。
3、加深对闭合电路欧姆定律的理解。
二、实验原理1、伏安法闭合电路欧姆定律的表达式为:$E = U + Ir$,其中$E$表示电源的电动势,$U$表示路端电压,$I$表示电路中的电流,$r$表示电源的内阻。
改变外电路的电阻$R$,测出一系列的$I$和$U$值,然后根据闭合电路欧姆定律列出方程组,即可求出电源的电动势$E$和内阻$r$。
2、图像法以$U$为纵坐标,$I$为横坐标,根据实验数据画出$U I$图像。
图像在纵轴上的截距表示电源的电动势$E$,图像的斜率的绝对值表示电源的内阻$r$。
三、实验器材1、待测电源(干电池或蓄电池)2、电压表(量程 0 3V 或 0 15V)3、电流表(量程 0 06A 或 0 3A)4、滑动变阻器(最大阻值几十欧)5、开关6、导线若干7、定值电阻(选用)四、实验步骤1、按电路图连接电路,注意电表的量程选择和正负接线柱的连接,滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。
2、闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表有明显的示数,记录此时电压表和电流表的示数$U_1$、$I_1$。
3、继续调节滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流和路端电压,再记录几组电压表和电流表的示数$U_2$、$I_2$,$U_3$、$I_3$……4、断开开关,整理实验器材。
五、数据处理1、计算法根据实验数据,列出方程组:\\begin{cases}E = U_1 + I_1r \\E = U_2 + I_2r \\\cdots \\E = U_n + I_nr\end{cases}\解方程组,求出电源的电动势$E$和内阻$r$。
2、图像法(1)以$I$为横坐标,$U$为纵坐标,建立直角坐标系。
(2)根据实验数据,在坐标纸上描点。
(3)用平滑的曲线将这些点连接起来,得到$U I$图像。
实验名称 实验目的 实验器材 实验原理实验内容临高中学物理实验报告姓名:班级:测定电源的电动势和内阻1、掌握测量电源电动势和内阻的方法2、学会用图像法求电源的电动势和内阻电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、定值电阻、开关、导线由闭合电路欧姆定律有 E=U+Ir,改变 R 的阻值,测出几组电表的数据,绘制其相关图像,求出电源的电动势和内阻。
实验一:电路如图所示按如图所示连接电路,通过改变电阻值的大小,测出几组U、I 的值,绘制 U-I 图像,求出电源电动势和内阻。
实验数据记录:实验次数 1 2 3 4电压 U电流 I1图像绘制:U/v求解电源电动势与内阻:I/A误差分析:实验二:电路如图所示 按如图所示连接电路,通过改变电阻值的大小,测出几 组 I、R 的值,求出电源电动势 和内阻。
2实验数据记录:实验次数 1电阻 R234求解电源电动势与内阻:电流 I实验三:电路如图所示按如图所示连接电路,通过改变电阻值的大小,测出几组 U、R 的值,求出电源电动势和内阻。
实验数据记录:实验次数电阻 R电压 U12343求解电源电动势与内阻:拓展练习:某同学按如图所示连接电路,通过开关连接不同阻值的电阻,测出几组 I 的值,请你根据 下列实验数据求出电源电动势和内阻。
实验数据记录:实验次数 1 2电阻 R 14Ω 9Ω电流 I 0.2A 0.3A求解电源电动势与内阻:4。
物理实验报告单年级: 姓名: 实验时间: 实验名称测电源电动势和内阻实验目的测定电池的电动势和内阻实验原理伏安法:E=U+Ir根据闭合电路欧姆定律,闭合电路中的电流I与电源电动势E、外电压以及电源内阻r的关系为E = U + I r电源的电动势E及内阻r是固定的,当外电阻R增大时,电路中的电流减小,内电路上的电压减小,端电压增大。
因此我们可以通过改变外电阻R,得到两组端电压U1、U2及电路中的电流I1、I2,并可列出两个方程:⎩⎨⎧+=+=rIUEIUE2211r解此二元一次方程组,就可得到电源的电动势E及内阻r实验器材干电池一节、安培表、伏特表、滑动变阻器(最大阻值10~20Ω)、开关一个、导线若干实验步骤(1)按照如图所示实验电路进行连接;(2)接通电路,将滑动变阻器调节到一个适当的值,测出端电压和电路中的电流,将数据填到实验表格中;(3)改变外电阻的值,再测出一组端电压和电流的值,将数据填到教材中的实验表格中;(4)重复上面步骤(2)和(3),得到6组数据。
数据采集1 2 3 4 5 6 电压U电流I数据处理(1)计算法求E、r:要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I、U数据中,第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组,分别解出E、r值再求平均值.rIuEr IuE2211+=+=211221I-IuI-uIE=2112I-Iu-ur=(2)作图法纵轴U表示路端电压,横轴表示闭合电路中的电流,由E=U+Ir 得;U=E-Ir ,U与I是一次函数,是一条倾斜的直线。
①图线与纵轴交点为电动势E②图线与横轴的交点为短路电流③图线的斜率表示内电阻r=⎪⎪⎪⎪ΔUΔI误差分析本实验的误差分析对于(甲)电路,U值正确,I值偏小,I真=I测+Iv,Iv=U/Rv,U趋于零时,Iv也趋于零,关系图线见(甲)图。
由图可知E测<E真、r测<r真,对于图(乙)电路,由图可知:E测=E真,r测>r真(内阻测量误差非常大)。