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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 2012/3/29 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

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

REr （3）

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，

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

的内阻RV可忽略，则由闭合电路欧姆定律可得：E(Rr)

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

(R1r) （3） R1

(R2r) （4） R2

联立（3）、（4）可得E

U1U2(R1R2)(U1U2)R1R2

U2R1U1R2U2R1U1R2

将实验得到的数据进行两两比较，取平均值。

(Rr)，将其转化为 R

1E11

（5） RrUr

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

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

或用直线上任意两点求解斜率的绝对值。 I0

图7

（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。