人教版高中物理选修3-1课件210实验：测电源电动势和内电阻（共17张PPT）.ppt

实验四：测电源电动势和内电阻实验四：测电源电动势和内电阻 武汉光谷二高武汉光谷二高 张学文张学文复习和回顾1 1、闭合电路欧姆定律的表达式：、闭合电路欧姆定律的表达式：rREI2 2、如何测电池的电动势？能不能用伏特表直、如何测电池的电动势？能不能用伏特表直接测量？接测量？不行。因为这样测的只是路端电压而不是电动势。不行。因为这样测的只是路端电压而不是电动势。 大家知道电池是有内阻的，而且不是普通的纯电阻，大家知道电池是有内阻的，而且不是普通的纯电阻，直接测量是行不通的，该如何测量呢？直接测量是行不通的，该如何测量呢？ IrUrRIE)(实验四实验四 测定电源电动势和内电阻测定电源电动势和内电阻二、实验原理二、实验原理rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE一一、实验目的实验目的AVSR1.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律IrUE2.2.掌握利用图像处理数据得到结论的方法掌握利用图像处理数据得到结论的方法1.测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻然后再多测几次，求得电动势和内电阻的平均值然后再多测几次，求得电动势和内电阻的平均值三.实验器材 被测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开被测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线和坐标纸关、导线和坐标纸2.2.图像法图像法 以以I为横坐标，以为横坐标，以U为为纵坐标，纵坐标，用测出的用测出的I、U多组数据点，画出多组数据点，画出一条直线，使直线两侧点的数目一条直线，使直线两侧点的数目大致相等。大致相等。I短IUErImUI0EUI四：实验步骤四：实验步骤1：按原理图连接实物图：按原理图连接实物图AVSR2：把变阻器的滑片移到使电阻值最大的把变阻器的滑片移到使电阻值最大的一一端端3 3：闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数：闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显示数，记录一组电流表和电压表的示有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组数，用同样的方法测量并记录几组U U，I I值。值。4 4：断开电键，整理好器材：断开电键，整理好器材123456U/V1.251.201.051.000.800.65I/A0.300.400.750.901.401.75五：数据处理五：数据处理方法一：公式法方法一：公式法 1.1.伏安法伏安法：改变改变R R的阻值，从电流表和电压表中读的阻值，从电流表和电压表中读取两组取两组I I、U U的值，代入方程组联立求解，多测量几次的值，代入方程组联立求解，多测量几次I I、U U的值，算出的值，算出E E、r r取平均值取平均值. . E= U1+ I1rE= U2+ I2rE= U3+ I3rE= U4+ I4rE= U5+ I5rE= U6+ I6rE1 r1E2 r2E3 r3E 和和 r 此方法叫伏安法，用伏特表和安培表。还有其他方法吗？此方法叫伏安法，用伏特表和安培表。还有其他方法吗？AVSRAErSR1R212E=I1R1+I1rE=I2R2+I2r解得解得:E=I1U2-I2U1I1-I2r=U2-U1I1-I2AErSR2.安阻法安阻法:用安培表和电阻箱用安培表和电阻箱3.3.伏阻法：用电压表和电阻箱伏阻法：用电压表和电阻箱URURUURRE12212121)(URURUUR12212121)(rRVErSR)(111rRRUE)(222rRRUE巩固巩固1:1:在测定电池的电动势和内阻的实验中在测定电池的电动势和内阻的实验中, ,待待测电池、开关和导线，配合以下哪组仪器，测电池、开关和导线，配合以下哪组仪器， 可可以达到实验的目的（以达到实验的目的（ ）A A、一只电流表和一个电阻箱、一只电流表和一个电阻箱B B、一只电流表、一个电压表和一个滑动变阻器、一只电流表、一个电压表和一个滑动变阻器C C、一只电压表和一个电阻箱、一只电压表和一个电阻箱D D、一只电流表和一个滑动变阻器、一只电流表和一个滑动变阻器ABC15 . 0,6rVE方法二：方法二： 图象法图象法I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3乙1.5I/A甲0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.1 由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。六、误差分析六、误差分析：实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，得到的数值是偏大还是偏小?AVSRrrrrRvRv真真真测因为电压表的分流作用可以把电源和电压表看成一个整体，这样测得的就是这个整体的端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。根据戴维宁定理，这个整体的电动势相当于开路时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和电压表并联的阻值。ErIIUIVArUEA)(真测OU/VI/AE测E真反映在图线上r真r测 E真E测AVSRI短AVSRIA则则UIA=0,则U=0 E真=E测反映在图线上故 r真r测 E真=E测E真OU/VI/AE测U1 I1U1U2 I2U2ARrr测测真真测测EE A表内接适合测量大内阻电源1.1.本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处位置处2.2.使用旧电池好，这样路端电压变化明显，实验误差使用旧电池好，这样路端电压变化明显，实验误差小小3.3.为了不使通过电源的电流时间太长读数要快，读完为了不使通过电源的电流时间太长读数要快，读完立即断开。立即断开。4.4.要测出不小于要测出不小于6 6组、数据，且变化范围要大一些组、数据，且变化范围要大一些5.5.画画U-I U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始（但横坐标必须根据测得的数据从某一恰当的值开始（但横坐标必须从从0 0开始开始) )但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势而图线与纵轴的截距仍为电动势E E，图线的斜率的绝对，图线的斜率的绝对值仍为内阻值仍为内阻r.r.注意事项：注意事项：课后作业：三维设计 实验四后的随堂练习