第1部分第二章第5节学生实验：测量电源的电动势和内阻.ppt

第二章第5节理解教材新知把握热点考向应用创新演练考向一考向三考向二返回返回返回返回一、实验目的一、实验目的 (1)知道测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步知道测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关系。理解电源路端电压随电流变化的关系。(2)学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。(3)尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法。解测量中减小误差的办法。返回二、实验原理二、实验原理1实验电路实验电路如图如图251所示所示测电源电动势和内电阻原理图测电源电动势和内电阻原理图图图251返回返回 三、实验器材三、实验器材待测电池一节，电流表待测电池一节，电流表(00.6 A)、电压表、电压表(03 V)各一各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。四、实验步骤四、实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，按图确定电流表、电压表的量程，按图251所示电路把所示电路把器材连接好，如图器材连接好，如图252所示。所示。图图252返回 (2)把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，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记录几组I和和U的值。并填入下表：的值。并填入下表：实验实验序号序号123456I/AU外外/V(4)断开开关，整理好器材。断开开关，整理好器材。返回返回图图253返回 六、注意事项六、注意事项 (1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。大的旧干电池和内阻较大的电压表。(2)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时引起内阻后立即切断电源，防止干电池大电流放电时引起内阻r的的明显变化。明显变化。返回返回图图254 (4)合理地选择电压表与电流表的量程可以减小合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差。读数误差。返回七、误差分析七、误差分析1偶然误差偶然误差产产生原因生原因减小方法减小方法偶然偶然误误差差电压电压表、表、电电流表的流表的读读数数电压电压表、表、电电流表指流表指针针偏角适当偏角适当大些大些描点描点时时不准确，画不准确，画UI图图像像时时不不规规范范多多测测几几组组数据，不在直数据，不在直线线上的上的点，大致均匀分布在直点，大致均匀分布在直线线两两侧侧。个个别别偏离直偏离直线较远线较远的点不予考的点不予考虑虑返回 2系统误差系统误差 (1)误差分析：误差分析：若把图若把图255中的中的R和电流表看成外和电流表看成外电路，则电压表可看成内电路的一部分，电路，则电压表可看成内电路的一部分，故实测出的是电池和电压表这个整体等故实测出的是电池和电压表这个整体等效的效的r和和E。电压表和电池并联，故等效。电压表和电池并联，故等效内阻内阻r小于电池内阻小于电池内阻r真真。r测测r真真，外电路断开时，外电路断开时，ab两点间电压两点间电压Uab即等效电动势即等效电动势E，此时电压表构成回路，此时电压表构成回路，故故UabE真真，即，即E测测E真真。(2)减小误差的方法：减小误差的方法：选用内阻较大的电压表，以减小电压表的分流。选用内阻较大的电压表，以减小电压表的分流。图图255返回八、它案设计八、它案设计 (1)EUIr可以写成可以写成EIRIr，如果能得到如果能得到I、R的两组数据的两组数据(图图256)，也可以得到关于也可以得到关于E和和r的两个方程，于是的两个方程，于是能够从中解出能够从中解出E和和r。这样，用电流表、电阻箱也可以测。这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。定电源的电动势和内阻。图图256返回图图257返回返回 例例1测量电源的电动势及内阻的实验电路如图测量电源的电动势及内阻的实验电路如图258甲所示。图乙中给出的器材有：待测的电源甲所示。图乙中给出的器材有：待测的电源(电动势约为电动势约为4 V，内阻约为内阻约为2)，电压表，电压表(内阻很大，有内阻很大，有5 V、15 V两个量程两个量程)，电，电流表流表(内阻不计，有内阻不计，有0.1 A、1 A两个量程两个量程)，滑动变阻器，滑动变阻器(阻值范阻值范围围010)，开关，另有导线若干。试按照图甲中的电路在图，开关，另有导线若干。试按照图甲中的电路在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路乙中画出连线，将器材连接成实验电路(要求正确选择电表量要求正确选择电表量程，以保证仪器的安全并使测量有尽可能高的精确度程，以保证仪器的安全并使测量有尽可能高的精确度)。返回图图258返回答案答案见解析见解析返回 例例2在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1 k和和0.1，图，图259中为实验原理图及所需器件图。中为实验原理图及所需器件图。(1)在图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路。在图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路。图图259返回 (2)一位同学记录的一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数组数据见下表，试根据这些数据在图据在图2510中画出中画出UI图像，图像，图图2510返回 根据图像读出电池的电动势根据图像读出电池的电动势E_V，求出电，求出电池内阻池内阻r_。I(A)0.120.200.310.320.50 0.570U(V)1.371.321.241.181.101.05 (3)若不作出图线，只选用其中两组若不作出图线，只选用其中两组U和和I的数据，的数据，用公式用公式EUIr列方程求列方程求E和和r，这样做可能得出误差，这样做可能得出误差很大的结果，其中选用第很大的结果，其中选用第_组和第组和第_组组的数据，求得的数据，求得E和和r误差最大。误差最大。返回 解析解析(1)按照实验原理图将实物图连接起来，如按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示。图甲所示。返回 (3)由图线可以看出第由图线可以看出第4组数据点偏离直线最远，若取第组数据点偏离直线最远，若取第3组和第组和第4组数据列方程组求组数据列方程组求E和和r，相当于过图中，相当于过图中3和和4两点两点作一直线求作一直线求E和和r，而此直线与所画的直线偏离最大，所以，而此直线与所画的直线偏离最大，所以选用第选用第3组和第组和第4组数据求得的组数据求得的E和和r误差最大。误差最大。答案答案(1)见解析见解析(2)1.460.71(3)34返回 例例3(2011四川高考四川高考)为测量一电源的电动势及内阻为测量一电源的电动势及内阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表的电压表A量程为量程为1 V、内阻大约为、内阻大约为1 k的电压表的电压表B量程为量程为2 V、内阻大约为、内阻大约为2 k的电压表的电压表C量程为量程为3 V、内阻为、内阻为3 k的电压表的电压表返回返回 (3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为示数为1.50 V时、电阻箱的阻值为时、电阻箱的阻值为15.0 ；电压表示数；电压表示数为为2.00 V时，电阻箱的阻值为时，电阻箱的阻值为40.0，则电源的电动势，则电源的电动势E_V、内阻、内阻r_。返回返回(2)如图所示如图所示(3)7.510答案答案(1)或或C6返回点击此图片进入点击此图片进入“应用创新演练应用创新演练”