DIS测定电源电动势和内阻.docx
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DIS测定电源电动势和内阻
DIS测定电源电动势和内阻
DIS测定电源电动势和内阻
[实验目的]
测量干电池的电动势和内阻
[实验器材]
DIS(数字信息系统)、电学实验电路板、滑线变阻器、待测干电池、导线等。
[实验原理]
改变电路的外电阻,通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电流,输入计算机,自动生成U-I图线,由图线得出电动势和内阻。
电路图和实物装置图见图6-1和图6-2。
图6-2
图6-1
[实验步骤]
(1)把电压、电流传感器分别接入数据采集器第一、二输入口。
图6-3
(2)将实验电路板的开关S断开,电压、电流传感器的测量夹分别接入实验板的
、
端。
(3)连接滑动变阻器R′,并把阻值调到最大,开关S闭合。
(4)打开“计算表格”,改变滑动变阻器的触点,使其阻值逐渐减小,同时点击“手动”按钮,记录几组不同的电压、电流值。
(5)打开“坐标绘图”界面,设
轴为“
”,
轴为“
”,点击“直线拟合”,得到实验结果如图6-3所示。
(6)根据图6-3显示,拟合直线方程为________________________,测得电动势为________,内阻为_________。
[注意事项]
由于实验操作上难度不大,实验重点应放在对拟合图线的分析上,要理解该图线的意义,其代数表达式以及截距和斜率的含义等。
(1)测量电路存在系统误差.下图中I真=I测+IV,未考虑电压表的分流.
(2)用图象法求E、r时,作图不准确造成偶然误差.
(3)由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响,本实验结果E测 由于电压表的分流,电流表的测量值偏小,而且随着U越大, 电流表的测量值偏小越多.当U=0时,电流表的测量值等于真实值(这时要求电流表是理想的).据此作出如图S10-3所示的真实和测量的U-I图线,由图不难看出,E、r的测量值均小于真实值. 实验改进 例题分析 1.利用如图S10-8所示的一个电压表、一个电阻箱和一个电键,测量一个电池组的电动势和内阻. (1)在虚线框内画出实验电路图,并用笔画线做导线将所给器材连接成实验电路. (2)写出要记录的数据,用记录的实验数据写出这个电池组的电动势和内阻的表达式. 2. 解析: (1)先设计实验电路图,然后再根据电路图连线.由欧姆定律E=I(R+r)知,只要知道两组外电阻和电流值,就可以解出电源电动势和内阻.因此,直接将可变电阻和电流表串联在电 路中就行. (2)由电表可读出此时电流为0.50A,则坐标为(2,2.6). (3)剔除明显有误差的点,将其他点用平滑的曲线连接起来,得到一条直线. \ 答案 (1)如图b (2)由于RL1比RL2小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。 (3)如图c 答案 (1)2,0.5, (2)小于 (1)r/E,1/E,5.2-5.6V,155-175Ω(各1分), (2)偏小(1分),偏小(1分), 由式1/U=r/ER+1/E+r/ERV知使截距偏大而斜率没变(2分)。 (1)①调节电阻箱R,断开开关K,将开关S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数; ②断开开关D,再次调节电阻箱R,将开关S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数。 (2)2.782.33 在利用伏安法测量某传感器(可看成一个纯电阻)在不同电压下电阻变化情况的实验中,采用如图所示的电路可以方便地调节传感器两端的电压值。 图中两个变阻器的总电阻值分别为R1=2000Ω和R2=200Ω。 (1)如果传感器的电阻变化超过标准值1Ω,则该传感器就失去作用。 某传感器上标有“6V,3.6W”的字样,实验中测得电压表示数为3.8V,电流表示数为0.44A,则这个传感器________(填“可以”或“不可以”)使用。 (2)在实验中,为了使被测传感器两端的电压在开始时有最小值,当单刀双向电键K2置于“1”位置时,则在闭合电键K1前变阻器R1和R2的滑臂P1和P2应分别放在各自的______端和______端。 (3)在实验中,为了测量传感器在某一确定电压下的电阻,闭合电键K1,当单刀双向电键K2置于“1”位置时,变阻器______可以作为精细调节使用,在单刀双向电键K2置于“2”位置时,变阻器______可以作为精细调节使用。 (1)可以, (2)a,c,(3)R2,R1。 在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材: (A)待测的干电池(B)电流传感器1 (C)电流传感器2(D)滑动变阻器R(0—20Ω,2A) (E)定值电阻R0(2000Ω)(F)开关和导线若干 I1/mA I2/A 0 1.2 1.1 1.3 1.4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 1.0 1.5 乙 甲 R R0 电流传感器2 电流传感器1 数据 采集器 计算机 某同学发现上述器材中虽然没有电压传感器,但给出了两个电流传感器,于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。 (1)在实验操作过程中,该同学将滑动变阻器的滑片P向右滑动,则电流传感器1的示数将________(选填“变大”或“变小”)。 (2)图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的I1-I2图线(I1为电流传感器1的示数,I2为电流传感器2的示数,且I2的数值远远大于I1的数值),则由图线可得被测电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。 (3)若将图线的纵坐标改为________,则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。 答案 (1)变小。 (2)2.96(士0.04)V;1.68Ω(士0.03)Ω。 (3)I1R0。
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- DIS 测定 电源 电动势 内阻