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　　篇一：中学物理实验报告 徐婷婷

　　中 学 物 理 实 验 报 告

　　实验名称干电池的电动势和内阻的测定及油膜法测分子直径 班级 物理092班 姓名徐婷婷 学号 09180212

　　实验日期 20xx/3/29 同组人 张丰蕾

　　一、 实验目的

　　①参与实验操作过程，熟悉相关实验仪器的使用，探究实验操作和数据处理中的误差问题，领会实验中的设计思想，并对相关问题进行深入思考。

　　②深入理解实验原理，与高中物理知识相联系，探讨学生分组探究实验的教学方法，提高师范技能。

　　③在与他人的交流讨论中培养分析、解决问题的能力和交流、合作的能力。

　　二、 实验器材

　　干电池的电动势和内阻的测定：电压表、电流表、电阻箱、1.5V干电池、开关、导线若干条。

　　油膜法测分子直径：油酸—水溶液、注射器、带方格的塑料水盆、痱子粉。

　　三、 实验原理

　　（1） 干电池的电动势和内阻的测定 1. 安阻法

　　如图1所示连接好电路，改变电阻箱R的阻值，测出不同阻值时对应的电流表的示数，并记录数据。设被测电源的电动势和内阻分别为E、r，设电流表的内阻RA可忽略，则由闭合电路欧姆定律可得：E=I（R+r）。 处理数据时的方法有两种： ① 计算法

　　在实验过程中测得一组电流的值Ii和接入的电阻箱的阻值Ri。设其中两组分别为R1、I1和R2、I2。由闭合电路欧姆定律可得：

　　E=I1（R1+r） （1） E=I2（R2+r） （2） 联立（1）、（2）可得E

　　I1I2(R1R2)I1R1I2R2

　　r,

　　I2I1I2I1

　　将实验得到的数据进行两两比较，取平均值。

　　由闭合电路欧姆定律可得：E=I（R+r），将其转化为

　　1

　　REr （3）

　　I

　　1

　　根据实验所得数据作出R曲线，如图2所示，此直线的斜率为电源电动势E，

　　I

　　对应纵轴截距的绝对值为电源的内阻r。

　　2. 伏阻法

　　如图3所示连接好电路，改变电阻箱R的阻值，测出不同阻值时对应的电压表的示数，并记录实验数据。设被测电源的电动势和内阻分别为E、r，电压表

　　U

　　的内阻RV可忽略，则由闭合电路欧姆定律可得：E(Rr)

　　R

　　处理数据时的方法有两种： ① 计算法

　　在实验过程中测得一组电压的值Ui和接入的电阻箱的阻值Ri。设其中两组分别为R1、U1和R2、U2。由闭合电路欧姆定律可得：

　　图3

　　E

　　U1

　　(R1r) （3） R1

　　U2

　　(R2r) （4） R2

　　E

　　联立（3）、（4）可得E

　　U1U2(R1R2)(U1U2)R1R2

　　r,

　　U2R1U1R2U2R1U1R2

　　将实验得到的数据进行两两比较，取平均值。

　　U

　　(Rr)，将其转化为 R

　　1E11

　　（5） RrUr

　　1

　　根据实验所得数据作出R曲线，如图4所示，此直线对应纵轴截距的

　　U

　　绝对值的倒数为电源的内阻r，该直线的斜率除以对应纵轴截距的绝对值为电源电动势E。

　　由闭合电路欧姆定律可得：E

　　3、伏安法

　　分别按如图5所示的内接法和如图6所示的外接法连接好电路，改变滑动变阻器R的阻值，测出不同阻值时对应的电压表的示数及电

　　流表的示数，并记录实验数据。则由闭合电路欧姆定律可得：E=U+Ir

　　图5

　　图6

　　处理数据时的方法有两种： ①计算法

　　在实验过程中测得一组电压表的读数Ui和电流表的读数Ii。设其中两组分别为I1、U1和I2、U2。由闭合电路欧姆定律可得：

　　E＝U1＋I1r （6） E＝U2＋I2r （7） 联立（6）、（7）可得E

　　I2U1I1U2UU2

　　，r1

　　I2I1I2I1

　　②图像法

　　由闭合电路欧姆定律可得：E=U+Ir，将其转化为

　　U=-rI+E （8）

　　根据实验所得数据作出U-I曲线，如图7所示，此直线纵轴截距的含义是电动势E，横轴截距的含义是短路电流I0 (注意纵坐标要从0开始)，斜率的含义是内阻r,r

　　E

　　或用直线上任意两点求解斜率的绝对值。 I0

　　图7

　　I

　　（2） 油膜法测分子直径

　　对于物质分子大小的测量，利用现代技术，像离子显微镜或扫描隧道显微镜已经能观察到物质表面的分子。但是，这毕竟离中学物理太远，用油膜法估测分子的大小这一学生实验，不仅可以让学生形成一定的微观物质模型，而且更重要的是让学生学习一种方法，即用宏观手段来研究微观问题，因此指导学生做好这个实验是十分有意义的。

　　油酸分子式为C17H33COOH。是一种结构较为复杂的高分子。由两部分组成，一部分是 C17H33是不饱和烃具有憎水性。另一部分是COOH 对水有很强的亲和力。被酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸溶液会在水面上很快散开，其中酒精先溶于水，并很快挥发，最后在水面上形成一块纯油酸薄膜。

　　要做好油膜法测分子直径这个实验，在实验操作的过程中，需注意以下两个个主要问题。 一、 粉的厚度

　　粉的厚度实验中痱子粉的作用是界定油膜大小的边界，痱子粉过厚，油膜不易扩散，使水面的痱子粉开裂，痱子粉太少，油膜边界不清。因此如何将痱子粉均匀地撒在水面上是关键，在实验的过程中轻敲装有痱子粉的塑料瓶，在水盆里撒上均匀的、很薄的一层痱子粉，具体撒多薄的痱子粉才能成功要经过反复的试验。

　　二、点的滴法

　　实验时，拿到配好浓度的油酸溶液用注射器抽取一定的体积，然后一滴一滴地滴回瓶子中，训练准确、均匀地滴点，并记下滴完这部分油酸溶液的滴数。接下来把一滴油酸溶液滴入撒好痱子粉的水面中央，因张力作用油酸立即向四面八方散开，在水中形成一个近似圆形的薄膜油膜，边缘与痱子粉形成一个分界线。首先，在滴的过程中手的力道要与之前数滴数时相同，另外油滴下落点不能离液面太近也不能太远，下滴点距水面约2至3cm左右为宜。

　　四、 实验过程

　　干电池的电动势和内阻的测定：

　　1、选用一只电阻箱、一只电流表按照安阻法原理图连接好电路，电流表的量程选择0.6A。闭合开关，改变电阻箱的阻值，记录下不同阻值R对应的电流表的示数I。

　　2、选用一只电阻箱、一只电压表按照伏阻法原理图连接好电路，电压表的量程选择3V。闭合开关，改变电阻箱的阻值，记录下不同阻值R对应的电压表的示数U。

　　3、选用一只滑动变阻器、一只电压表、一只电流表按照伏安法，分别采用内接法和外接法连接好电路，电流表的量程选择0.6A，电压表的量程选择3V。闭合开关，滑动滑动变阻器改变接入电路中电阻的阻值，记录下不同阻值对应的电压表的示数U和电流表的示数I。

　　油膜法测分子直径：

　　1、用注射器吸取0.5ml 1：1000的油酸酒精溶液，随后一滴滴地滴回瓶中。数出0.5ml约108滴左右。每滴含油酸体积V为0.5ml/108 ×1/1000≈4.63×10-6ml

　　2、在塑料水盆中倒入适量的水，约为容器的1/3，水面完全稳定后均匀的撒上痱子粉。

　　3、等粉完全静止后开始滴油酸溶液。下滴点距水面约2至3cm左右为宜。过几分钟后油酸薄膜的形状趋于稳定。

　　4、把玻璃板盖在塑料盆上。用彩笔把油酸薄膜的形状勾勒在玻璃板上。

　　5、以超过半格算一格，没超过半格舍去的方法，数出油酸薄膜所占的格数，根据每格面积为1cm2，进而算出油酸薄膜的面积S。

　　６、根据每一滴油酸的体积V,和薄膜的面积S即可算出油酸薄膜的厚度d=V/S，即油酸分子直径的大小。

　　五、实验数据记录及分析

　　干电池的电动势和内阻的测定实验数据记录： ① 安阻法

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