2022年测定电源电动势及内电阻导学案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载测定电源电动势及内电阻【学习目标】1把握利用电压表和电流表测量电池电动势和内电阻的方法；2学会利用图线处理数据的方法；3使同学懂得和把握运用试验手段处理物理问题的基本程序和技能；【课前自主学习】一试验目的：测定电池的和二试验原理1、依据闭合电路欧姆定律有 E= U Ir 对一个给定的电池,E 和 r 是肯定的, I 和 U 都随负载电阻 R 的转变而转变只要转变 R的阻值,即可测出两组 I 和 U数据,然后代人方程组： 解、组成的方程组可得：2、图像法处理数据的优点是什么？如何应用 三试验器材 : 四. 试验原理图：I 、U图

2、线求电源电动势和内阻？摸索：这两试验原理图区分是什么？你会挑选哪个试验原理图来设计该试验及其缘由？五试验步骤 1、按图连接好试验仪器2、移动滑动变阻器的滑动触头,使其接入电路的阻值最大,然后闭合开关 U1、I 1,并填入自己设计的表格内断开开关S读出电压表、电流表的示数3、多次移动滑动变阻器的滑动触头,一次一次地减小变阻器的阻值,闭合开关,对应地读出电压表、电流表的示数,并记录在表格内4、断开开关 S,拆除电路,整理好器材5、在坐标纸上以电流 I 为横轴,路端电压 U为纵轴,描出所记录的各组 I 和 U值的对应点依据描出的各试验点作 U-I 线,延长 U-I 图线,从图线与坐标轴的交点确定出电

3、池的电动势和内电阻；六、数据处理方法：名师归纳总结 1、运算法：依据试验原理,每两组数据就可以得出一组E、r 的数第 1 页,共 4 页值,多测几组E、 r 的数值取算术平均值即可；2、图象法- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载七试验误差的分析：方法一 . 图象法；1. 试验所选用的电路如如图1 所示,闭合电路的欧姆定律U=E-Ir中的 I 是通过电源的电流,而图1 电路由于 存在系统误差,导致电流表读数测量值 电源的实际输出电流真实值；设通过电源电流为 I 真,电流表读数为 I 测,电压表内阻为 RV,电压表读数为 U,电压表分流为

4、I V,由电路结构,U越大, I V越大, U趋于零时, I V也趋于零； I 真= ,而 I V= U,它们的关系可用图 2 表示,由测量R V数据画出的 U-I 图线为图象 AB；依据修正值, 图线上每点电压对应电流的真实值大于测量值,作出修正之后的 U-I 图线 CB；由图象可看出图线 AB的纵轴截距 E 测小于图线 CB的纵轴截距 E 真,图线 AB斜率的肯定值 r 测也小于图线 CB斜率的肯定值 r 真,因此,2. 试验所选用的电路如图 4 所示,闭合电路的欧姆定律 U=EIr 中 U是电源两极间电压,而电路由于存在系统误差,导致电压表读数（测量值）电源两极间电压（真实值）；设电源电

5、压为U真,电压表读数为U测,电流表内阻为RA,电流表读数为I ,电流表分压为UA；由电路结构U真= ,所以在 U-I 图象上对应每一个U值应加上一修正；因此,方法二、等效电源法名师归纳总结 1. 试验所选用的电路如如图1 所示,对于r测r真E 测E 真,产生的相对误差也可以依据等效电源的方法第 2 页,共 4 页进行定量运算,把变阻器的阻值R看成外电路的电阻,电压表看成内电路的一部分,如图3 虚线框所示,由电压表和电源构成等效电源,E、r 的测量值即为等效电源的电动势和内阻；（1）等效电源内电路为电压表和电源并联,等效内阻r测小于电源内阻r真,r 测 = ；,由于 RV r真,所以相对误差很小

6、,满意试验误差答应范畴；（2）电流表的读数为等效电源的输出电流,外电路断开时a、b 两点间电压Uab即等效电源开路电压为等效电源的电动势,即为电源电动势的测量值E 测；等效电动势小于电源电动势E 真；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载E测 = ,相对误差为 R,由于 RV r 真,相对误差很小, 也满意试验误差答应范畴；真 R V R2. 试验所选用的电路如图 6 所示,试验电路产生的相对误差也可以依据等效电源的方法进行定量运算,电流表看成内电路的一部分；如图6 虚线框所示,内阻的测量值,即等效电源的内阻为电源内阻和电流表内阻之和r

7、测 = ,相对误差为RA ；由于 RA与 r 真 接近甚至大于 rr 真 ,所以,相对误差很大,远远超出试验误差答应范畴,内阻的测量已没有意义；综上所述,利用图1 所示试验电路,电动势和内阻的测量值均小于真实值,但误差小；而图4 所示试验电路,电动势的测量值不存在系统误差,而内阻的测量值大于真实值会产生很大的误差；故伏安法测电源电动势和内阻的试验电路应采纳 电路；八：、测量电源电动势和内阻的其他方法及误差分析：误差分析例1、 如下图中所示是测量干电池电动势和内电阻的试验电路,为了削减系统误差,电压表的内阻_,接通电键时滑动变阻器的滑片 C应在 _例 3 用伏安法测干电池的电动势和内电阻；依据试

8、验数据画出如右图所示的图线；就这个干电池的电动势是 = V,内电阻 r = 例 2、测量电源电动势和内电阻的器材如图 A 所示,请用实线表示导线,将图 A 中器材连成试验用电路；名师归纳总结 试验时经测量得出的数据如下表,请在下图B 的方格纸上画出UI 图线；利用图线可求出电源电动势E,内电阻 r；4 5 6 第 3 页,共 4 页1 2 3 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 0.6A 3A 3V 15V 学习必备欢迎

9、下载留意电源内阻的求法,防止出错；例4 用伏安法测电源电动势和内电阻的试验电路如下列图,现备有以下器材：A干电池一个B滑动变阻器（阻值范畴0 50 ）_；电流表应选用_（只选仪器前的字母）C滑动变阻器（阻值范畴0 1750 ）D电压表（量程0 3V）E电压表（量程0 15V）F电流表（量程0 0.6A ）G电流表（量程0 3A）其滑动变阻器应选用_；电压表应选用【例 5】利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为：干电池：电动势约为1.5 V,符号A V 电压表：量程1 V,内阻 998.3 ,符号电流表：量程1 A,符号滑动变阻器：最大阻值10,符号电阻箱：最大阻值99999.9 ,符号单刀单掷开关1 个,符号导线如干设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内,要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负；为了满意本试验要求并保证明验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的倍,电阻箱的阻值应为；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页