实验 测定电源的电动势和内阻幻灯片.ppt

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1、实验 测定电源的电动势和内阻第1页，共56页，编辑于2022年，星期五实验分析与导引实验分析与导引一、一、设计实验设计实验【实验实验目的目的】1掌握用掌握用电压电压表和表和电电流表流表测测定定电电源的源的电动势电动势和内阻的方法；和内阻的方法；进进一步理解一步理解闭闭合合电电路欧姆定路欧姆定律律2掌握用掌握用图图象法求象法求电动势电动势和内阻的方法和内阻的方法第2页，共56页，编辑于2022年，星期五【实验实验原理原理】1实验实验依据：依据：闭闭合合电电路欧姆定律路欧姆定律2实验电实验电路路图图751第3页，共56页，编辑于2022年，星期五第4页，共56页，编辑于2022年，星期五图图752

2、第5页，共56页，编辑于2022年，星期五【实验实验器材器材】电电池，池，电压电压表，表，电电流表，流表，滑滑动变动变阻器，开关，阻器，开关，导线导线若干，若干，坐坐标纸标纸第6页，共56页，编辑于2022年，星期五【实验实验步步骤骤】1按如按如图图753所示所示电电路路图连图连接成接成电电路，路，电电流表取流表取0.6 A量程，量程，电压电压表取表取3 V量程，将量程，将滑滑动变动变阻器阻阻器阻值调值调到有效到有效电电阻最大阻最大(图图中左端中左端)第7页，共56页，编辑于2022年，星期五图图753第8页，共56页，编辑于2022年，星期五2检查电检查电路无路无误误后，后，闭闭合开关，移合

3、开关，移动动滑滑动动变变阻器触阻器触头头的位置，使的位置，使电电流表有明流表有明显显示数，示数，记记下一下一组组(I，U)值值3改改变变滑滑动变动变阻器滑片的位置阻器滑片的位置5次，用同次，用同样样的方法，再的方法，再测测出出5组组(I，U)数数值值然后断然后断开开关，整理好开开关，整理好仪仪器器第9页，共56页，编辑于2022年，星期五4建立坐建立坐标标系、描点系、描点纵轴纵轴表示表示电电压压，横，横轴轴表示表示电电流，取合适的流，取合适的标标度，使度，使所描坐所描坐标标点点绝绝大部分分布在坐大部分分布在坐标纸标纸上，上，必要必要时纵时纵坐坐标标可以不从零开始取可以不从零开始取值值5根据描出

4、的坐根据描出的坐标标点作出点作出UI图图象，并延象，并延长长与两坐与两坐标轴标轴相交相交第10页，共56页，编辑于2022年，星期五第11页，共56页，编辑于2022年，星期五图图754第12页，共56页，编辑于2022年，星期五二、注意事二、注意事项项1为为了使了使电电池的路端池的路端电压变电压变化明化明显显，电电池池的内阻的内阻应选应选的大些的大些(选选用已使用用已使用过过一段一段时间时间的旧干的旧干电电池池)2在在实验实验中不要将中不要将I调调得得过过大，每次大，每次读读完完U和和I数据后数据后应应立即断开立即断开电电源，以免干源，以免干电电池池在大在大电电流放流放电时电时极化极化现现象

5、象严严重，使得重，使得E和和r明明显变显变化化第13页，共56页，编辑于2022年，星期五3测测出不少于出不少于6组组I、U数据，且数据，且变变化范化范围围要要大些，用方程大些，用方程组组求解求解时时，类类似于逐差法，要似于逐差法，要将将测测出的出的I、U数据中，第数据中，第1和第和第4组为组为一一组组，第第2和第和第5组为组为一一组组，第，第3和第和第6组为组为一一组组，分分别别解出解出E、r值值再求平均再求平均第14页，共56页，编辑于2022年，星期五4在画在画UI图线时图线时，要使尽可能多的点落在，要使尽可能多的点落在这这条直条直线线上，不在直上，不在直线线上的点上的点应对应对称分布在

6、直称分布在直线线的两的两侧侧，而不要，而不要顾顾及个及个别别离开直离开直线较远线较远的点，的点，以减小偶然以减小偶然误误差差5干干电电池内阻池内阻较较小小时时，U的的变变化化较较小，此小，此时时，坐，坐标图标图中数据点将呈中数据点将呈现现如如图图755甲所甲所示的状况，使下部大面示的状况，使下部大面积积空空间间得不得不第15页，共56页，编辑于2022年，星期五到利用，到利用，为为此，可使此，可使纵纵坐坐标标不从零开始不从零开始而是根据而是根据测测得的数据从某一恰当得的数据从某一恰当值值开始开始(横坐横坐标标I必必须须从零开始从零开始)，如，如图图乙所示，并乙所示，并且把且把纵纵坐坐标标的比例

7、放大，可使的比例放大，可使结结果的果的误误差差减小此减小此时图线时图线与横与横轴轴交点不表示短路交点不表示短路电电流，而流，而图线图线与与纵轴纵轴的截距仍的截距仍为电动势为电动势，要，要在直在直线线上任取两个相距上任取两个相距较远较远的的第16页，共56页，编辑于2022年，星期五点，用点，用r图图755第17页，共56页，编辑于2022年，星期五三、三、误误差分析差分析1由由读读数数误误差和差和电电表表线线性不良引起性不良引起误误差差2用用图图象法求象法求E和和r时时，由于作，由于作图图不准确造成的不准确造成的误误差差3本本实验实验采用的采用的测测量量电电路是存在系路是存在系统误统误差的，差

8、的，这这是由于是由于电压电压表的分流表的分流IV引起的，使引起的，使电电流表的示流表的示数数I测测小于小于电电池的池的输输出出电电流流第18页，共56页，编辑于2022年，星期五I真真因因为为I真真I测测IV，而，而IVU/RV，U越大，越大，IV越大，越大，U趋趋近于零近于零时时，IV也也趋趋近于零所近于零所以此种情况下以此种情况下图线图线与横与横轴轴图图756第19页，共56页，编辑于2022年，星期五的交点的交点为为真真实实的短路的短路电电流，而流，而图线图线与与纵轴纵轴的交点的交点为电动势为电动势的的测测量量值值，比真，比真实值实值偏小修正后的偏小修正后的图线图线如如图图756所所示，

9、示，显显然，然，E、r的的测测量量值值都比真都比真实值实值偏偏小，小，r测测r真真、E测测r真真也可把也可把电电流表和流表和电电源作源作为为等效等效电电源，源，则则r测测r真真rA，E测测为电为电流表示数流表示数为为零零(即即电电路断路路断路)时时的路端的路端电压电压，故，故E测测E真真第22页，共56页，编辑于2022年，星期五图图757图图758第23页，共56页，编辑于2022年，星期五一、一、实验实验步步骤骤和原理的考和原理的考查查 (2010高考广高考广东东理理综综卷卷)某同学利用某同学利用电电压压表和表和电电阻箱阻箱测测定干定干电电池的池的电动势电动势和内阻，和内阻，使用的器材使用

10、的器材还还包括定包括定值电值电阻阻(R05)一个，一个，开关两个，开关两个，导线导线若干，若干，实验实验原理原理图图如如图图759甲甲典例透析与示范典例透析与示范例例例例1 1第24页，共56页，编辑于2022年，星期五图图759第25页，共56页，编辑于2022年，星期五(1)在在图图乙的乙的实实物物图图中，已正确中，已正确连连接了部接了部分分电电路，路，请请完成余下完成余下电电路的路的连连接接(2)请请完成下列主要完成下列主要实验实验步步骤骤：A检查检查并并调节电压调节电压表指表指针针指零；指零；调节电调节电阻箱，示数如阻箱，示数如图图丙所示，丙所示，读读得得电电阻阻值值是是_；第26页，

11、共56页，编辑于2022年，星期五B将开关将开关S1闭闭合，开关合，开关S2断开，断开，电压电压表的表的示数是示数是1.49 V；C将开关将开关S2_，电压电压表的示数表的示数是是1.16 V；断开开关；断开开关S1.第27页，共56页，编辑于2022年，星期五(3)使用使用测测得的数据，得的数据，计计算出干算出干电电池的内阻池的内阻是是_(计计算算结结果保留二位有效数字果保留二位有效数字)(4)由于所用由于所用电压电压表不是理想表不是理想电压电压表，所以表，所以测测得的得的电动势电动势比比实际值实际值偏偏_(填填“大大”或或“小小”)第28页，共56页，编辑于2022年，星期五第29页，共5

12、6页，编辑于2022年，星期五图图7510第30页，共56页，编辑于2022年，星期五第31页，共56页，编辑于2022年，星期五第32页，共56页，编辑于2022年，星期五【答案答案】(1)如如图图7510所示所示(2)A.20 C闭闭合合(3)0.69(4)小小【规规律律总结总结】该实验该实验的原理是的原理是闭闭合合电电路路欧姆定律的使用，欧姆定律的使用，实验实验步步骤骤的的设设置是根据原置是根据原理而定，因此完成此理而定，因此完成此题时题时要仔要仔细细分析原理分析原理图图及及电电阻箱在本阻箱在本题题中的用途中的用途第33页，共56页，编辑于2022年，星期五二、二、实验实验数据的分析及数

13、据的分析及处处理理例例例例2 2 (2012南通南通调调研研)在在测测定一定一节节干干电电池池的的电动势电动势和内阻的和内阻的实验实验中，中，备备有下列器材：有下列器材：A干干电电池池(电动势约为电动势约为1.5 V，内阻小于，内阻小于1.5)B电电流表流表G(满满偏偏电电流流2 mA，内阻，内阻10)第34页，共56页，编辑于2022年，星期五C电电流表流表A(00.6 A，内阻，内阻约约0.1)D滑滑动变动变阻器阻器R1(020，10 A)E滑滑动变动变阻器阻器R2(0100，1 A)F定定值电值电阻阻R3990 G开关、开关、导线导线若干若干第35页，共56页，编辑于2022年，星期五(

14、1)为为方便且能方便且能较较准确地准确地进进行行测测量，量，应选应选用滑用滑动变动变阻器阻器_(填写序号填写序号)；(2)请请在下面的虚在下面的虚线线框内画出利用本框内画出利用本题题提供的提供的器材所器材所设计设计的的测测量量电电池池电动势电动势和内阻的和内阻的实验实验电电路原理路原理图图；第36页，共56页，编辑于2022年，星期五(3)某同学根据他某同学根据他设计设计的的实验测实验测出了六出了六组组I1(电电流表流表G的示数的示数)和和I2(电电流表流表A的示数的示数)请请在在图图7511所所给给的坐的坐标纸标纸上作出上作出I1和和I2的关系的关系图线图线：第37页，共56页，编辑于202

15、2年，星期五序号序号123456I1/mA1.40 1.36 1.35 1.28 1.20 1.07I2/A 0.10 0.15 0.23 0.25 0.35 0.50第38页，共56页，编辑于2022年，星期五图图7511(4)根据根据图线图线可得，被可得，被测电测电池的池的电动势为电动势为_V，内阻，内阻为为_.第39页，共56页，编辑于2022年，星期五【解析解析】(1)为为便于便于调节调节，滑，滑动变动变阻器不阻器不能太大，能太大，选选D较较合适合适(2)由于没有由于没有电压电压表，将表，将G与与R3串串联联作作电压电压表使用，表使用，电电路路图图如如图图7512甲甲所示所示第40页，

16、共56页，编辑于2022年，星期五图图7512第41页，共56页，编辑于2022年，星期五(3)描点作出描点作出I1I2关系关系图线图线如如图图7512乙乙所示所示(4)电电流表流表G的示数与定的示数与定值电值电阻阻R3与与电电流表流表G的的内阻之和的乘内阻之和的乘积积表示路端表示路端电压电压，所以，所以I1I2图线图线的的纵纵截距与截距与R3与与电电流表流表G的内阻之和的乘的内阻之和的乘积积即即为电为电池的池的电动势电动势电电源的源的电动势为电动势为1.48103(10990)V1.48 V(也可：也可：1.47 V1.49 V)第42页，共56页，编辑于2022年，星期五第43页，共56页

17、，编辑于2022年，星期五【答案答案】(1)D(2)如如图图7512甲所示甲所示(3)如如图图7512乙所示乙所示(4)1.48(1.471.49)0.80(0.700.90)第44页，共56页，编辑于2022年，星期五【规规律律总结总结】本本题题中没有中没有电压电压表，因此考表，因此考查查了学生灵活了学生灵活应应用用电电表改装的原理完成表改装的原理完成实验实验的能力，同的能力，同时对实验时对实验数据的数据的处处理借助理借助I1I2图图象的斜率意象的斜率意义义完成，在完成，在实验实验中根据中根据实验实验原理和目的，灵活运用原理和目的，灵活运用图图象法完成象法完成实验实验数据的数据的处处理是非常

18、关理是非常关键键的的第45页，共56页，编辑于2022年，星期五三、三、创创新新实验实验例例例例3 3 (2010高考江高考江苏苏卷卷)在在测测量量电电源的源的电电动势动势和内阻的和内阻的实验实验中，由于所用中，由于所用电压电压表表(视为视为理想理想电压电压表表)的量程的量程较较小，某同学小，某同学设设计计了如了如图图7513所示的所示的实实物物电电路路第46页，共56页，编辑于2022年，星期五图图7513第47页，共56页，编辑于2022年，星期五(1)实验时实验时，应应先将先将电电阻箱的阻箱的电电阻阻调调到到_(选选填填“最大最大值值”、“最小最小值值”或或“任意任意值值”)(2)改改变

19、电变电阻箱的阻阻箱的阻值值R，分，分别测别测出阻出阻值值R010 的定的定值电值电阻两端的阻两端的电压电压U.下列两下列两组组R的取的取值值方案中，比方案中，比较较合理的方案是合理的方案是_(选选填填“1”或或“2”)第48页，共56页，编辑于2022年，星期五方案方案编编号号电电阻箱的阻阻箱的阻值值R/1400.0350.0300.0 250.0 200.0280.070.060.050.040.0第49页，共56页，编辑于2022年，星期五第50页，共56页，编辑于2022年，星期五第51页，共56页，编辑于2022年，星期五第52页，共56页，编辑于2022年，星期五第53页，共56页，编辑于2022年，星期五【规规律律总结总结】该实验该实验的的创创新体新体现现在在实验实验原原理理图图的的创创新及新及实验实验数据数据处处理上的理上的创创新，充分新，充分考考查查学生学生应应用已学知用已学知识处识处理新理新问题问题的能力，的能力，此此类题类题的关的关键键要明确要明确实验实验原理中各原理中各仪仪器的用器的用途及途及R图图象的物理意象的物理意义义第54页，共56页，编辑于2022年，星期五知能优化与演练知能优化与演练第55页，共56页，编辑于2022年，星期五本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放第56页，共56页，编辑于2022年，星期五