测量电源的电动势和内阻.ppt

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1、测量电池的电动势和内电阻测量电池的电动势和内电阻课题引入课题引入如图所示如图所示, , 当开关闭合时当开关闭合时, ,电压表示数电压表示数U U1 1=1.3V,=1.3V,电流表电流表示数示数I I1 1=0.2A;=0.2A;移动滑动变阻器滑片位置移动滑动变阻器滑片位置, ,电压表示数电压表示数U U2 2=1.2V,=1.2V,电流表示数电流表示数I I2 2=0.3A.=0.3A.（电表均为理想电表）（电表均为理想电表）求电源的电动势求电源的电动势E和内阻和内阻rrE2 . 03 . 1IrUE根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律rE3 . 02 . 1E=1.5Vr=1问题思考问

2、题思考问题问题1 1：如何测量一节干电池的电动势：如何测量一节干电池的电动势和内阻？和内阻？一、实验目的一、实验目的1掌握伏安法测定电源的电动势和内阻的方法掌握伏安法测定电源的电动势和内阻的方法2掌握用图象法求电动势和内阻掌握用图象法求电动势和内阻学生实验：测量电源的电动势和内阻学生实验：测量电源的电动势和内阻图实图实101三、实验器材三、实验器材 电池电池(被测电源被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔开关、导线、坐标纸、铅笔【实验步骤实验步骤】 1 1、按图连接好电路，开关应处于断开、按图连接好电路，开关应处于断开状态状态, ,滑动变阻

3、器的阻值调到最大滑动变阻器的阻值调到最大2 2、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的值的值 4 4、断开开关，整理好器材、断开开关，整理好器材 【数据处理数据处理】 要测出不少于要测出不少于6 6组组I I、U U数据，且变化范围要大些，数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的用方程组求解

4、时，要将测出的I I、U U数据中，第数据中，第1 1和和第第4 4为一组，第为一组，第2 2和第和第5 5为一组，第为一组，第3 3和第和第6 6为一组，为一组，分别解出分别解出E E、r r再求平均值再求平均值1 1、解析法、解析法取两组实验数据代入方程取两组实验数据代入方程 求得结果求得结果E和和r rIUE11rIUE22IU2 2、图像法、图像法电动势电动势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为横轴建立为横轴建立UI坐标系坐标系, ,在坐标系平面内描出各组在坐标系平面内描出各组(

5、(U, ,I) )值所对应的点值所对应的点.IUr （2 2）尽量多地通过这些点作一条直线）尽量多地通过这些点作一条直线, ,不在直线上的不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误差点大致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误差（3 3）由于干电池内阻较小）由于干电池内阻较小,U,U的变化较小，的变化较小，可使纵坐可使纵坐标不从零开始，此时图像与横轴交点不再表示短路电标不从零开始，此时图像与横轴交点不再表示短路电流流动手实验动手实验按电路图连接测得按电路图连接测得5-65-6组数据，并在坐标组数据，并在坐标中作出中作出U-IU-I图像，根据图像求得电动势和图像，根据图像求得电动势和内阻内阻

6、五、注意事项五、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的干电池可选用已使用过一段时间的干电池2实验中电流不宜过大，每次读完实验中电流不宜过大，每次读完U和和I的数据后应立即的数据后应立即断开电源断开电源3测量数据不少于测量数据不少于6组，且变化范围要大些组，且变化范围要大些4在画在画UI图线时，要使较多的点落在这条直线上或使图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧个别偏离直线太远的点各点均匀分布在直线的两侧个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑可舍去不予考虑5若电压变化范围较小，作图线时

7、，纵轴的刻度可不从若电压变化范围较小，作图线时，纵轴的刻度可不从零开始，此时要注意零开始，此时要注意E和和r的确定的确定六、误差分析六、误差分析1由读数不准和电表线性不良引起误差由读数不准和电表线性不良引起误差2用图象法求用图象法求E和和r时，由于作图不准确造成的误差时，由于作图不准确造成的误差3测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化变化4电压表和电流表的内阻影响而导致的误差电压表和电流表的内阻影响而导致的误差例例1在用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻在用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中：的实验中：(1)备有如下器材：

8、备有如下器材：A干电池干电池1节；节；B滑动变阻器滑动变阻器(020 )；C滑动变阻器滑动变阻器(01 k)；D电压表电压表(03 V)；E电流表电流表(00.6 A)；F电流表电流表(03 A)；G开关、导线若干开关、导线若干其中滑动变阻器应选其中滑动变阻器应选_，电流表应选，电流表应选_(只填器材前的序号只填器材前的序号)(2)为了最大限度地减小实验误差，请在下面的虚线框中为了最大限度地减小实验误差，请在下面的虚线框中画出该实验最合理的电路图画出该实验最合理的电路图(3)某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图实在图实103中画出中画

9、出UI图线，根据图线得到被测电池图线，根据图线得到被测电池的电动势的电动势E_V，内电阻，内电阻r_.123456I/A0.100.150.200.250.300.40U/V1.321.261.181.131.040.93图实图实103解析解析(1)由于干电池的电动势只有由于干电池的电动势只有1.5 V，滑动变阻器应，滑动变阻器应选选B，从测量的数据可以看出电流最大只有，从测量的数据可以看出电流最大只有0.4 A，电流表，电流表应选应选E.(2)电路图如图实电路图如图实104甲所示甲所示图实图实104(3)作出的作出的UI图象如图实图象如图实104乙所示，从图象上可以乙所示，从图象上可以看出在

10、看出在U轴上的截距为轴上的截距为1.45 V，即电源的电动势为，即电源的电动势为1.45 V图象斜率的绝对值为：图象斜率的绝对值为：kU/I0.65/0.5 1.3 .答案答案(1)BE(2)如图实如图实94甲所示甲所示(3)UI图象如图实图象如图实104乙所示乙所示1.451.3例例2在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表压表(视为理想电压表视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图实的量程较小，某同学设计了如图实105所示的实物电路所示的实物电路 图实图实105(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到实验时，应先将电阻箱的电阻调到_(选填

11、选填“最最大值大值”、“最小值最小值”或或“任意值任意值”)(2)改变电阻箱的阻值改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值，分别测出阻值R010 的定值电的定值电阻两端的电压阻两端的电压U.下列两组下列两组R的取值方案中，比较合理的方的取值方案中，比较合理的方案是案是_(选填选填“1”或或“2”)方案编号方案编号电阻箱的阻值电阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.01下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的处理方法，其中既能减小偶然误差，

12、又直观、简便的方法是方法是 ()A测出两组测出两组I、U的数据，代入方程组的数据，代入方程组EU1I1r和和EU2I2r，求出，求出E、rB多测几组多测几组I、U的数据，求出几组的数据，求出几组E、r，最后分别求，最后分别求出其平均值出其平均值C测出多组测出多组I、U的数据，画出的数据，画出UI图象，再根据图图象，再根据图象求出象求出E、rD测出多组测出多组I、U的数据，分别求出的数据，分别求出I和和U的平均值，的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r解析：解析：测出多组测出多组I、U的数据，画出的数据，画出UI图象可消除某图象可消除某次测量不准造成的偶然误差，选次测量不准造成的偶然误差，选C.答案：答案： C问题思考问题思考问题问题3 3：你还能想出哪些方法来测量：你还能想出哪些方法来测量电源的电动势和内阻？电源的电动势和内阻？伏阻法伏阻法AVSE,rrRUUE111rRUUErRUUE222原理公式原理公式真测EE 真测rr 安阻法安阻法AVSE,r真测EE 真测rr 原理公式原理公式rIRIE111IrIRErIRIE222