高中物理电学实验中的内阻怎么求
掌握了原理,万变不难。
原理就是E=IR+Ir,其中,IR可以用路端电压U来代替。所以两种思路,一种是测路端电压和电路总电流,代入,解方程组。另一种是测I和外电阻R,代入,解方程组。
□吴士玉(崇明中学 高级教师)
测电源电动势和内阻的方法有多种,诸如伏安法、电流表法、电压表法等。教材上对以上几种测量方法所得数据均介绍了方程组法,只对伏安法测电源电动势和内阻使用DIS实验,得出U-I图像后,利用图像所提供的信息求解电源的电动势和内阻。
但在平时的测试中,出题者往往不会测试大家都很熟悉的方程组法,而是另辟途径,考查学生利用所测数据建立合适的坐标系,得出图像并从图像上获取信息的能力。现就伏安法、电流表法和电压表法三种测电源电动势和内阻的方案中,建立适当的坐标系,利用图像求解电源电动势和内阻的方法做一介绍。
一、 伏安法测电源电动势和内阻,利用U-I图像求解E和r
伏安法测电源电动势和内阻的实验原理图如图1所示。改变电阻箱R的阻值测量至少5组U、I数据,然后以电压U为纵轴,电流I为横轴,建立U-I坐标系,采用描点法作图,最后可以得到如图2所示的U-I图像。
图2所示的图线为一条不过坐标原点的倾斜直线。由闭合电路的欧姆定律可知电压U=E-Ir,当I=0时,U=EVL,可见图线与纵轴U的交点即为电源的电动势;当端压U=0时,此时外电路被短路,I=E/r,即图线与横轴I的交点表示短路电流;而图像的斜率K=E/I短=r,即图线的斜率表示电源的内电阻。可见,利用U-I图像可以快速求解电源的电动势和内阻。
二、 电流表法求电源电动势和内阻,利用R-1/I图像求解E和r
电流表法测电源电动势和内阻的实验原理图如图3所示。改变电阻箱R的阻值测量至少5组R、I数据,然后以R为纵轴,1/I为横轴建立直角坐标系。同样采用描点法作图,可以得到如图4所示的图线。
图4所示的图线仍为一条不过坐标原点的倾斜直线。据闭合电路的欧姆定律E=I(R+r)可知R+r=■E即R=E■-r。这样结合图像就可以知道图线与纵轴R的交点表示电源内阻的大小,图像的斜率就是电源的电动势。
三、 电压表法测电源电动势和内阻,利用■-■图像求解E和r
电压表法测电源电动势和内阻的实验原理图如图5所示。改变电阻箱R的阻值测量至少5组实验数据,建立1/U-1/R直角坐标系,采用描点法作图,可以得到图6所示的图线。
据闭合电路的欧姆定律E=U+■r可知■=■·■+■。可见据图像可知图像与纵轴的交点表示电源电动势的倒数;图像与横轴的交点表示电源内阻的倒数;图像的斜率K=■。
从以上分析可见,建立合适的坐标系,利用图像可以直观、快速的求解电源的电动势和内电阻。
但在平时的测试中,出题者往往不会测试大家都很熟悉的方程组法,而是另辟途径,考查学生利用所测数据建立合适的坐标系,得出图像并从图像上获取信息的能力.现就伏安法、电流表法和电压表法三种测电源电动势和内阻的方案中,建立适当的坐标系,利用图像求解电源电动势和内阻的方法做一介绍.
一、 伏安法测电源电动势和内阻,利用U-I图像求解E和r
伏安法测电源电动势和内阻的实验原理图如图1所示.改变电阻箱R的阻值测量至少5组U、I数据,然后以电压U为纵轴,电流I为横轴,建立U-I坐标系,采用描点法作图,最后可以得到如图2所示的U-I图像.
图2所示的图线为一条不过坐标原点的倾斜直线.由闭合电路的欧姆定律可知电压U=E-Ir,当I=0时,U=EVL,可见图线与纵轴U的交点即为电源的电动势;当端压U=0时,此时外电路被短路,I=E/r,即图线与横轴I的交点表示短路电流;而图像的斜率K=E/I短=r,即图线的斜率表示电源的内电阻.可见,利用U-I图像可以快速求解电源的电动势和内阻.
二、 电流表法求电源电动势和内阻,利用R-1/I图像求解E和r
电流表法测电源电动势和内阻的实验原理图如图3所示.改变电阻箱R的阻值测量至少5组R、I数据,然后以R为纵轴,1/I为横轴建立直角坐标系.同样采用描点法作图,可以得到如图4所示的图线.
图4所示的图线仍为一条不过坐标原点的倾斜直线.据闭合电路的欧姆定律E=I(R+r)可知R+r=E/I即R=E/I-r.这样结合图像就可以知道图线与纵轴R的交点表示电源内阻的大小,图像的斜率就是电源的电动势.
三、 电压表法测电源电动势和内阻,利用U-I图像求解E和r
电压表法测电源电动势和内阻的实验原理图如图5所示.改变电阻箱R的阻值测量至少5组实验数据,建立1/U-1/R直角坐标系,采用描点法作图,可以得到图6所示的图线.
据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir可知E=I·(R+r).可见据图像可知图像与纵轴的交点表示电源电动势的倒数;图像与横轴的交点表示电源内阻的倒数;图像的斜率K=r
从以上分析可见,建立合适的坐标系,利用图像可以直观、快速的求解电源的电动势和内电阻.
答:(3)150 指针示数要看欧姆档(最上面刻度不均匀那个),图中示数是15,但还要乘上选择开关的倍率,所以被测电阻阻值为15乘10=150欧。(4)当用多用电表测电流表内阻时,回路中电源、有表头、调零电阻、电流表。从多用的刻度和指针位置可知:电流表内阻R=150欧,多用表总内阻Rg=150欧(中值电阻,...
答:电学中测表头内阻方法几种 1.半偏法:A.限流式:待测电表内阻较小。要求:干路电流恒定,则R》R/。闭合S1、断开S2时调满偏;闭合S2时调半偏。B.分压式:待测电表内阻较大。要求:支路电压恒定,则要R很小。第一次令R/=0,调R使满偏;第二次固定R不变,调R/使半偏,则Rg=R/。2....
答:解析:所测内电压是测量两个探针间电压,这两个探针“非常”靠近电池的两个电极,但还是有一定的距离,就是这个距离对应的内电阻r'带来了测量误差,且外电阻越小,电流越大,U越小,Ir'越大,电源电动势的准确值应该为 E=U+U'+Ir'式中U为外电压,U'为测量的内电压,由此可见,当Ir'随U的...
答:电学实验(经典)实验设计的基本思路(一)电学实验中所用到的基本知识电学实验中,电阻的测量(包括变形如e69da5e887aae79fa5e9819331333433623766电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为:。可见,对于电路中电压U及电流I的测量是实验的关键所在,但这两个量的直接测量和间...
答:可减小并上电压表引起的分流误差;电流表越小越好,可减小串上电流表引起的分压误差你可以研究一下实验教材上的V-A法测电阻及V-A法测电源内阻有关“内接”“外接”的问题 我是中学高级物理教师,有空愿意回答有关问题
答:另外补充下中值电阻,这是分析多用表问题时常提到的一个概念,多用表表盘上中间的数值就是中值电阻值。含义是当测量的电阻值等于多用表的内阻时,电流为满偏电流的一半。因为指针在中间,所以叫中值电阻。LZ可能没遇到过吧,你可以上网找找这些题目。其他结论我也记不太清楚了,看看电学吧。上面会有的...
答:电压表校对时通常选用图1所示的方法进行. 本文主要介绍电流表内阻的测量.在实验室仪器充足的情况下,我们可以找到以下六种方法. 半偏法 这是课本上介绍的方法.如图2所示首先闭合s1调r1使电流表g满偏,再闭合s2,调r2的阻值使电流表指针偏转到满刻度的一半.在r1>>r2时,可认为rg=...
答:其次直接帮你用公式展开.U=E-U/R*r,从理论上来说,这里的U/R必须是外部电路的总电流.但是我们测量的U/R,其实只是通过电阻R的电流,并没有计算通过电压表的电流Iv,因此电流比真实值偏小.E=U+U/R*r,U/R偏小,并且因为电压表也有内阻,这个内阻和电源内阻处於并联关系,我们测量的内阻其实是并联...