【公开课】实验：电池电动势和内阻的测量+课件高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

实验：电池电动势和内阻的测量实验：电池电动势和内阻的测量复习回顾：复习回顾：2、电源电动势与内、外电压关系电源电动势与内、外电压关系1、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律EI短短（2）图象在横轴上的截距为短路电流）图象在横轴上的截距为短路电流I短短（U=0）（3）图象斜率的绝对值为电源内阻）图象斜率的绝对值为电源内阻（I I=0=0）I/AU/V0 0（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E由由U=E-Ir 可知，可知，U U 是是I I 的一次函数。的一次函数。1、给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线若干若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。如何测量这节电池的电动势和内阻。AVSR原理：原理：E=U+IrE=U+Ir思考：思考：伏安法伏安法 2、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干一块电流表、一个电键和导线若干,如何测量这如何测量这节电池的电动势和内阻。节电池的电动势和内阻。E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)ARK原理：原理：E=IE=I（R+r)R+r)安阻法安阻法 3、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干一块电压表、一个电键和导线若干,如何测量这节如何测量这节电池的电动势和内阻。电池的电动势和内阻。VRK原理：原理：E=U+E=U+URr伏阻法伏阻法一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验1 1、基本原理、基本原理：路端电压：路端电压只要测出几组（至少两组）只要测出几组（至少两组）U U、I I值就可求出值就可求出E E、r r闭合电路的欧姆定律：闭合电路的欧姆定律：r：通过电源的电流：通过电源的电流2 2、实验器材、实验器材待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线若干开关，导线若干3 3、实验基本电路、实验基本电路 4 4、实验步骤、实验步骤 （1）电压表和电流表选择合适的量程，）电压表和电流表选择合适的量程，按图连接好电路。按图连接好电路。（2）开关接通之前，滑动变阻器的）开关接通之前，滑动变阻器的阻值调到最大。阻值调到最大。（3 3）闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，）闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，记录第一组数据（记录第一组数据（I I1 1、U U1 1），第二组数据（），第二组数据（I I2 2、U U2 2），），用同样的方法多测几组用同样的方法多测几组I I、U U 的值，并记录在表格当中。的值，并记录在表格当中。（4 4）断开开关，拆除电路，整理好器材。）断开开关，拆除电路，整理好器材。把所测量的数据代入把所测量的数据代入E=U+IrE=U+Ir，计算出计算出 同理，把其它几组同理，把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来，算出来，用公式用公式 即为所测电源的电动势和内阻。即为所测电源的电动势和内阻。解析法解析法 5 5、实验数据处理 优点是理论较简单优点是理论较简单,缺点则是不够简便、直观缺点则是不够简便、直观IU图像图像法法电动势电动势E E纵坐标可以纵坐标可以不从不从0 0开始开始斜率的绝对值表示内阻斜率的绝对值表示内阻（1 1）以电压）以电压U为纵轴、电流为纵轴、电流I为横轴建立电源的为横轴建立电源的UI坐坐标系标系,合理选择标度，使图线分布空间大。合理选择标度，使图线分布空间大。（2 2）把测出的多组）把测出的多组U U、I I值，在值，在U-IU-I图中描点画线，使图中描点画线，使U-IU-I图像的直线尽量多地通过这些点图像的直线尽量多地通过这些点,不在直线上的点不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误差。大致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误差。思考：两个电路图在测量电源电动势思考：两个电路图在测量电源电动势和内阻实验中有什么区别？和内阻实验中有什么区别？AVSE,rAVSE,r电流表内接法电流表内接法:误差由误差由电压表的分流电压表的分流引起，引起，把把电压表和待测电源电压表和待测电源看作看作是一个是一个等效电源等效电源电流表外接法：电流表外接法：误差由误差由电流表的分压电流表的分压引引起，把起，把电流表和待测电电流表和待测电源源看作是一个看作是一个等效电源等效电源1、电流表内接法：根据闭合电路欧姆定律，则有：E测测=U1+I1r测测 （1）E测测=U2+I2r测测 （2）解得：E测测=r测测=如考虑电压表的内阻，则有：解得：6 6、系统误差分析 电流表内接法可见电动势和内阻的测量值都小于真实值：可见电动势和内阻的测量值都小于真实值：E测测 E真真r 测测 r真真 真实值真实值测量值测量值6、系统误差分析、系统误差分析 图象比较图象比较 1、电流表内接法：0E测测 E真真r 测测 r真真真实值真实值测量值测量值0E测测=E真真r 测测 r真真 E测测 6、系统误差分析、系统误差分析 图象比较图象比较 2、电流表外接法：6 6、系统误差分析 等效变换1、电流表内接法时，相当于电压表和电源并联，当外电路断开时，电源和电压表构成回路，故 ，E测=U ；r测测=；因为RV ，故误差非常小，因此采用内接法。2、电流表外接法时，把电流表的内阻等效进电源内阻里，测出的电动势是真实的，但r测测=r真真+RA，r测测 的误差非常大，故不采用外接法，但如电流表的内阻是已知的，则可采用外接法。7 7、重要注意事项、重要注意事项（1 1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片位置）本实验在电键闭合前，变阻器滑片位置阻值阻值最大最大（2 2）使用旧电池（内阻较大，路端电压变化明显）使用旧电池（内阻较大，路端电压变化明显）（3 3）实验中将电流不要太大，每次读完数后）实验中将电流不要太大，每次读完数后立即断电立即断电（4 4）画）画U-I U-I 图，描点连线时，应使图线通过尽可能图，描点连线时，应使图线通过尽可能多的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，多的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点可舍去。偏离直线太远的点可舍去。（5 5）画）画U-I U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，横坐标必须从横坐标必须从0 0开始开始 (这时图线与横轴的交点不再是短路电流这时图线与横轴的交点不再是短路电流)测定电池电动势测定电池电动势和内阻的和内阻的实验创新实验创新二、安阻法测电源电动势和内阻实验二、安阻法测电源电动势和内阻实验原理公式原理公式只要用电流表和电阻箱测出只要用电流表和电阻箱测出I、R的两组数据，的两组数据，列出关于列出关于E、r的两个方程，从而解出的两个方程，从而解出E、r，图像法图像法误差来源误差来源：误差来源于电流表的分压，测得：误差来源于电流表的分压，测得电动势无偏差，内阻偏大。若已知电流表内电动势无偏差，内阻偏大。若已知电流表内阻，可消除测内阻的误差。阻，可消除测内阻的误差。三、伏阻法测电源电动势和内阻实验三、伏阻法测电源电动势和内阻实验原理公式原理公式只要用电压表和电阻箱测出只要用电压表和电阻箱测出U、R的两组数据，的两组数据，列出关于列出关于E、r的两个方程，就能解出的两个方程，就能解出E、r，图像法图像法误差来源误差来源：误差来源于电压表的分流，测得：误差来源于电压表的分流，测得电动势和内阻均偏小。电动势和内阻均偏小。最大处3.31.0