物理 第二章 直流电路 第7讲 学生实验：测量电源的电动势和内阻 教科版选修31.ppt

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1、第7讲学生实验：测量电源的 电动势和内阻第二章直流电路1.知道测量电源的电动势和内阻的实验原理.2.通过实验过程，掌握实验方法，学会根据图像合理外推进行数据处理的方法.3.尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解测量中减小误差的方法.目标定位对点检测 自查自纠栏目索引测量电源的电动势和内阻一、实验原理和方法1.伏安法：由EUIr知，只要测出U、I的 数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有 、，电路图如图1所示.答案测量电源的电动势和内阻图1两组电池开关滑动变阻器电压表电流表2.安阻法：由EIRIr可知，只要能得到 的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r

2、，用到的器材有 、，电路图如图2所示.答案图23.伏阻法：由EUr知，如果能得到 的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材是 、，电路图如图3所示.图3I、R电池开关电阻箱电流表U、R电池开关电阻箱电压表答案二、实验步骤(以伏安法为例)1.电流表用00.6 A量程，电压表用03 V量程，按实验原理图连接好电路(如图1).2.把滑动变阻器的滑片移到一端，使其阻值最 .3.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1).用同样的方法测量几组I、U值.4.断开开关，整理好器材.5.处理数据，用公式法和图像法这两种方法求出电池的电动势和内阻.大图1答

3、案可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值.2.作图法：(1)本实验中，为了减少实验误差，一般用图像法处理实验数据，即根据多次测出的U、I值，作UI图像；(2)将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是；电池电动势E答案(3)横轴截距点(路端电压U0)意味着短路情况，它的数值就是_；(4)图线斜率的绝对值即电池的，即r|，如图4所示.内阻r图4短路电流答案四、注意事项1.为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较 的旧干电池和内阻较大的电压表.2.实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池因大电流放电时间过长导致 发生明显变化.3.当干电池的

4、路端电压变化不很明显时，作图像，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始.大内阻r如图5所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r求出.图5答案五、误差分析1.偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作UI图像时描点不准确.2.系统误差：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏 一些.U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越 ，将测量结果与真实情况在UI坐标系中表示出来，可以得到E测 E真，r测r真.答案小大解析答案例例1在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中.(1)备有如下器材A.

5、干电池1节B.滑动变阻器(020)C.滑动变阻器(01 k)D.电压表(03 V)E.电流表(00.6 A)F.电流表(03 A)G.开关、导线若干其中滑动变阻器应选_，电流表应选_.(只填器材前的序号)n典例精析解析答案(2)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图.解析解析电路图如图所示.答案答案见解析图解析答案(3)某同学根据实验数据画出的UI图像如图6所示，由图 像 可 得 电 池 的 电 动 势 为 _ V，内 阻 为_.图611.5解析答案(4)写出该实验误差的原因：_；电动势的测量值_真实值，内阻的测量值_真实值.(填“大于”“等于”或“小于”)解解析析由

6、于电压表的分流作用，使电流表读数总是比干路电流小，造成E测E真，r测r真.小于电压表的分流小于答案例例2某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R05)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图7(a).(1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接.图7答案答案如图所示解析答案(2)请完成下列主要实验步骤：检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是_；将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；将开关S2_，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1.解解析析由题图(c)读得电阻箱阻值为R20；

7、将S1闭合，S2断开，电压表示数为电源电动势E1.49 V，将S2再闭合，电压表示数为电阻箱R两端电压.将电压表视为理想电表，则干路电流IA0.058 A.20 闭合解析答案(3)使用测得的数据，计算出干电池的电动势是_，内阻是_(计算结果保留两位有效数字).0.69 1.49 V方法点拨例例3某研究性学习小组利用如图8甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R 图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E_，r_.图8解析答案总结提升总结提升返回1.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图9(a)所示，一位同学测得的六组数据如下表所示.

8、对点检测12组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/V1.371.321.241.181.101.05图9(1)试根据这些数据在图(b)中作出UI图线.解析答案12解解析析作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太远的点应舍去，图线如图所示.答案答案见解析图(2)根据图线求出电池的电动势E_V，电池的内阻r_.解析答案120.691.452小明利用如图10所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻(1)图中电流表的示数为_A.12图10解析答案0.44解析解析电流表使用的量程为00.6 A，所以电流表读数为0.44 A.(2)调节滑动变阻器，电压表和

9、电流表的示数记录如下：请根据表中的数据，在方格纸上作出UI图线U/V 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06I/A 0.12 0.20 0.28 0.36 0.4412解析答案由图线求得：电动势E_V；内阻r_.解析解析描点连线得到UI图像，如图所示根据EUIr，图像中纵截距为电动势，所以E1.60 V(1.581.62都算对)，斜率大小为内阻，所以r1.2(1.181.26都算对)1.60(1.581.62都算对)1.2(1.181.26都算对)解析答案12(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_解析解析干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大.干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大返回解析答案12本课结束