物理 第二章 恒定电流 2.10 实验：测量电源的电动势和内阻 新人教版选修3-1 .ppt

测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻1 1、U-I法法：电压表、电流表电压表、电流表AVSE r一、实验原理一、实验原理:伏安法伏安法二、实验方法二、实验方法1 1、试验器材：、试验器材：（1 1）待测电池：旧干电池或水果电池（）待测电池：旧干电池或水果电池（内阻较大内阻较大）（2 2）电表：电压表（）电表：电压表（0 03V3V）、电流表（）、电流表（0 00.6A0.6A）（3 3）滑动变阻器：）滑动变阻器：0 02020（4 4）电键、导线）电键、导线AVSE r2 2、试验步骤：、试验步骤：2 2、实验步骤：、实验步骤：（1 1）按照电路图，连接好实物；）按照电路图，连接好实物；电表正负接线柱不能接反，保证电流从电表正负接线柱不能接反，保证电流从“+”接线柱流入；接线柱流入；量程选择恰当：电压表量程选择恰当：电压表(0(03V)3V)、电流表、电流表(0(00.6A)0.6A)实验前，开关处于断开状态，滑动变阻器处于阻值最大状态。实验前，开关处于断开状态，滑动变阻器处于阻值最大状态。（2 2）闭合电键，调节滑动变阻器滑片的位置，读出并记录电）闭合电键，调节滑动变阻器滑片的位置，读出并记录电 压压U U、电流、电流I I的值的值,重复重复 5 56 6 次。次。123456U(V)I(A)【注意【注意】实验中电流不能调得过大，读数要快，每次读实验中电流不能调得过大，读数要快，每次读完数后立即断开开关，以免电池内阻发生明显变化。完数后立即断开开关，以免电池内阻发生明显变化。（3 3）实验完毕，断开开关，整理好实验器材。）实验完毕，断开开关，整理好实验器材。方法方法1:1:公式法公式法改变改变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、U的值，代入方程组联立求解，的值，代入方程组联立求解，多测量几次多测量几次I、U的值，算出的值，算出E、r取平均值取平均值.三、数据处理三、数据处理EI短短方法方法2:2:图象法图象法在坐标纸上以在坐标纸上以I为横坐标，为横坐标，U为纵坐标，用测出几组为纵坐标，用测出几组的的U，I值画出值画出UI图像图像.EIr=短短EE等于等于U轴截距轴截距r等于直线的等于直线的斜率的绝对值斜率的绝对值四、注意事项四、注意事项1、本实验在电键闭合前，变阻器滑片、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于应置于阻值最大位置处阻值最大位置处.2、使用内阻较大一些的旧电池、使用内阻较大一些的旧电池.在实在实验中不要将电流调得太大，每次验中不要将电流调得太大，每次读完读完数后立即断电数后立即断电，以免使电动势和内阻，以免使电动势和内阻发生变化发生变化.3、要、要测出测出6组组I、U数据数据，且变化范围，且变化范围要大一些要大一些.4、画画U-I图线图线时，应使时，应使:（1）、）、使直线通过尽可能多的点使直线通过尽可能多的点，（2）、）、使不在直线上的点均匀分布在直线使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，的两侧，（3）、）、个别偏离直线太远的点可舍去个别偏离直线太远的点可舍去.5、画、画U-I 图线时，图线时，纵轴的刻度纵轴的刻度可以不从零可以不从零开始开始,而是根据测得的数据而是根据测得的数据从某一恰当的值从某一恰当的值开始开始(但但横坐标必须从横坐标必须从0开始开始)这时图线与横这时图线与横轴的交点不再是短路电流轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴，而图线与纵轴的截距仍为电动势的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值，图线的斜率的绝对值仍为内阻仍为内阻r.甲图：甲图：误差来源于电压表的分流作用误差来源于电压表的分流作用五、电路的选择及误差分析五、电路的选择及误差分析甲：电流表外接时甲：电流表外接时AVS甲RAVKE,r1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误差系统误差是由于是由于 电压表的分流电压表的分流引起。引起。2、由、由U-I图线可知，该实验的测图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势量结果将导致电源的电动势E和内和内阻阻r都都偏小偏小。0UI测量值测量值真实值真实值斜斜 率率k k绝绝 对对 值值=r r电流表外接时电流表外接时U测测=U真真 =+IvI真真I测测短路时短路时U=0,Iv=0,I真真=I测测.I测测I 真真U越大，电压表的分流越严重，电流误差就越大。越大，电压表的分流越严重，电流误差就越大。所以内阻小一点时测量误差小一些。所以内阻小一点时测量误差小一些。乙图：乙图：误差来源于电流表的分压作用误差来源于电流表的分压作用AVS乙R乙：电流表内接时乙：电流表内接时AVKE,r1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误差系统误差是由于是由于 电流表的分压电流表的分压引起。引起。2、由、由U-I图线可知，该实验的测图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻量结果将导致电源的内阻r偏大，偏大，但电动势但电动势E测测=E真真。0UI测量值测量值真实值真实值电流表内接时电流表内接时斜斜 率率k k绝绝 对对 值值=r rU真真=U测测+UAI测测=I真真断路时断路时I=0，UA=0,U真真=U测测 U测测U 真真I越大，电流表的分压越严重，电压误差就越大。越大，电流表的分压越严重，电压误差就越大。所以内阻大一点时测量误差小一些。所以内阻大一点时测量误差小一些。3、等效电源法（甲）：、等效电源法（甲）：RVA甲甲+-E测测=E等等 E真真 r测测=r真真与与RV并联并联 r真真 适宜测适宜测大大内阻电源内阻电源设计测设计测E、r的其它方法的其它方法及误差分析及误差分析七、实验设计七、实验设计单表法：单表法：一只电表一只电表(理想电表理想电表)、定值电阻、定值电阻(电阻箱电阻箱)（1 1）电流表）电流表定值电阻定值电阻（2 2）电压表）电压表定值电阻定值电阻ASE rRVSE rRVAR1/R