学生实验：测量电源的电动势和内阻ppt课件.ppt

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1、“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.5 学生实验：测量电源的电动势和内阻“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。知识知识回顾：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

2、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。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。新新课引入课引入1.1.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,电流表示数电流表示数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

3、片位置,电压表示数电压表示数U U2 2=1.2V,=1.2V,电流表电流表示数示数I I2 2=0.3A.=0.3A.（电表均为理想电表）求电源的电动势（电表均为理想电表）求电源的电动势E和内阻和内阻r解：解：根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律E=1.5Vr=1“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。问题思考问题思考问题问题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？“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥

4、平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。【实验原理【实验原理】闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律【实验器材】【实验器材】待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线若干导线若干【实验电路】【实验电路】伏安法伏安法学生实验：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“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。【实验步骤【实验步骤】1 1、按图连接好电路，开

5、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 “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格

6、化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。仪器选择：仪器选择：电流表：电流表：0 00.6A0.6A电压表电压表:0 03V3V滑动变阻器滑动变阻器:由测量电流确定，一般电流由测量电流确定，一般电流在在0.2A-0.4A,0.2A-0.4A,选用阻值较小选用阻值较小的，便于调节的，便于调节vA实验电路及其实物连线图实验电路及其实物连线图甲“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。【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

7、、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 “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。IU2 2、图像法、图像法电动势

8、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(U,I)值所对应的点值所对应的点（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，可使纵坐标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流不从零开始，此时图

9、像与横轴交点不再表示短路电流“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。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，并在组数据，并在坐标中作出坐标中作出U-IU-I图像，根据图像求得电动图像，根据图像求得电动势和内阻势和内阻。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。注意事项注意事项：“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区

10、）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。问题思考问题思考问题问题2 2：两个电路图在测量电源电动势：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“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。【误差分析【误差分析】AVSE,rAVSE,r 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是一看作是一个个

11、等效电源等效电源E测测 E真真 r测测 r真真“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。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？“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。伏阻法伏阻法AVSE,r原理公式原理公式该电路适用于滑动变阻器阻值很小该电路适用于滑动变阻器阻值很小

12、(电源内阻很小电源内阻很小)的情况的情况“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。安阻法安阻法AVSE,r原理公式原理公式该电路适用于滑动变阻器阻值很大该电路适用于滑动变阻器阻值很大(电源内阻很大电源内阻很大)的情况的情况“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。vAU1=E-I1r U2=E-I2rA E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)v E

13、=U1+U1r/R1 E=U2+U2r/R2V V、A A表表表表+变阻器变阻器变阻器变阻器A A表表表表+电阻箱电阻箱电阻箱电阻箱V V表表表表+电阻箱电阻箱电阻箱电阻箱E E=U U+IrIrE E=IRIR+IrIrE E=U U+UrUr/R R方法汇总：方法汇总：测定电动势内阻电路测定电动势内阻电路“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。U/I/例例1.一位同学记录的一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据组数据见表。试根据这些数据在下图中画出在下图中画出U

14、I图线，并根据图线读出电池的电动图线，并根据图线读出电池的电动势势E=，电池的内阻，电池的内阻 r=.1.480.76“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。例2.某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约1，电压表(0-3V,3k),电流表(0-0.6A,1.0),滑动变阻器有R1(10 2A)和 R2(100 0.1A)各一只;(1)实验中滑动变阻器应选用 (选填R1或R2).(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.(

15、3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E=V;内阻r=.1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA图甲图甲图乙图乙R11.50计算：图线的斜率为0.7/0.37=1.85 r=1.85-RA=0.85 0.85“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。1.下下面面给给出出多多种种用用伏伏安安法法测测电电池池电电动动势势和和内内电电阻阻的的数数据据处处理理方方法法，

16、其其 中中 既既 能能 减减 小小 偶偶 然然 误误 差差，又又 直直 观观、简简 便便 的的 方方 法法 是是 （）A A测测出出两两组组I I、U U的的数数据据，代代人人方方程程组组：E EU U1 1十十I I1 1r r和和E EU U2 2十十I I2 2r r，求出，求出E E和和r rB B多多测测几几组组I I、U U的的数数据据，求求出出几几组组E E、r r，最最后后分分别别求求出出其其平平均均值值C C测出多组测出多组I I、U U的数据，画出的数据，画出U UI I图象，再根据图象求图象，再根据图象求E E、r rD D多多测测出出几几组组I I、U U数数据据，分分

17、别别求求出出I I和和U U的的平平均均值值，用用电电压压表表测测出出断断路路时时的的路路端端电电压压即即为为电电动动势势E E，再再用用闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律求求出出内电阻。内电阻。C课堂练习课堂练习“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2、已已知知太太阳阳能能电电池池组组的的电电动动势势约约为为8V，短短路路电电流流约约为为4mA，为为了了精精确确测测出出它它的的电电动动势势和和内内阻阻，除除导导线线和和开开关关外外，可可供供选选择择的的仪器有：仪器有：

18、A.电流表电流表,量程量程5mA，内阻约，内阻约10B.电流表电流表,量程量程20mA，内阻约，内阻约40C.电压表电压表,量程量程5.0V，内阻约，内阻约5kD.电压表电压表,量程量程15V，内阻约，内阻约15kE.滑动变阻器电阻滑动变阻器电阻4 k F.滑动变阻器电阻滑动变阻器电阻40 k(1)为使实验尽可能方便、准确，仪器应选为使实验尽可能方便、准确，仪器应选 。（用所给器材的代号填写）（用所给器材的代号填写）.(2)在虚线框内画出电路图在虚线框内画出电路图.(3)该该电电路路测测得得的的电电源源电电动动势势和和真真实实值值相相比比较较 。测测得得的的内内电电阻和真实值相比较阻和真实值相比较 。(填偏大、偏小或相等填偏大、偏小或相等)A C EA V 相等相等偏大偏大“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。例例3.3.“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。