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20 实验:电池电动势和内阻的测量_第1课时

免费读1269字2024-07-22

  老师:同学们好,通过上节课的学习,我们知道可以用电压表直接在电池两端进行电池电动式的粗测,如图所示,选择量成为10伏直流电压档,可得一节干电池的测量电动式为1.5伏,三个同心西红柿串联电池测量电动式为2.5伏。当分别用这两种电池与小灯泡开关组成回路时,会观察到什么现象,让我们一起来看一看。当我们闭合开关,我们会观察到小灯泡亮起,此时的电源是一节干电池,现在让我们换电池。

  老师:在该电路当中,所用电池为三个同星西红柿电池的串联小灯泡开关,让我们闭合开关,会观察到小灯泡并没有发亮,断开关,可以看到测量电动室小的一节干电池和电池串联后,小灯泡发光,而测量电动室大的水果,电池回路中的小灯泡反而不亮。想一想电池是如何影响小灯泡的亮暗的。我们知道电池可以看成电动式为e,内阻为r的电源,而小灯泡的亮暗是由实际功率决定的。在短时发光,灯泡电阻稳定的情况下,便有实际电流决定。当电池和y组成回路后,根据上节所学的闭合电路欧姆定律,i等于e,除以大r加小r,可以知道电流大小不仅和电池的电动势有关,和内阻也有关。可知电池的电动室和内阻共同影响着电路的电流大小,是两个重要的参数。想一想如何通过实验测量电池的电动势和内阻我们已经知道,把电压表直接在电池两端可以粗测电池的电动室。

  老师:那为什么是粗测?是因为理论上根据路端电压等于电池电动式,减干路电流与内阻的沉积可知,当电流为0时,电池的路端电压数值上才等于电池电动式,gu段等于电动式。而当电压表接入电路时,电流便不再为零,测得的路端电压是小于电动式的值的。当电池内阻较小,风压较小时,就用这种方式进行电动式的粗测了。但当内阻较大,风压较大时,测量结果和实际电动式差距较大,这种方法便不可使用。

  老师:那么如何测量内阻?老师先提供一种方式,大家看看可不可以理论上我们根据电流等于电动式除以内阻加外阻可知,当r为0时,短路电流为电动势除以小r,内阻便等于电动势除以短路电流。那我们把电流表串入电路当中进行测量,然后计算得数,可以吗?好,大家想到问题在于,一、电流表也是有内阻的,测得的电流是小于短路电流的。

  老师:二、当总电阻较小,总电流较大,也不利于电源和电表的安全,所以这样做是不被允许的。那么根据闭合电路欧姆定律,e等于u,y加u内,i等于e除以大r加小r这两种形式在配合着老师提供的器材,你还能提出什么实验设计方案吗?比如我们提供了如下的器材,电压表、电流表、滑动变阻器、电池开关可以有什么样的设计方案?同学们来想一想。

  老师:好,有的同学提出,根据e等于u,y加u内等于i乘以小r,所以电动式等于u加i乘以小r,可以用电压表测uy,也就是路端电压电流表侧干路电流,也就是总电流。通过滑动变阻器改变外电路的电阻,从而改变电压电流值。

  老师:设计电路如图,通过这样子的设计电路改变滑动变阻器,可以测出两组的电压电流值,代入上

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