测定电源的电动势和内阻PPT课件.ppt

实验目的(1)(1)掌握用电压表和电流表掌握用电压表和电流表 测定电源电动势和内阻的方法测定电源电动势和内阻的方法.(2)(2)学会用学会用U-IU-I图线处理数据的方法图线处理数据的方法.实验原理1 1、根据、根据闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律E=UE=U外外+Ir+Ir，则则 路端电压路端电压 U U外外=E-Ir=E-Ir.RVA甲甲RVA乙乙对待测部分而言：对待测部分而言：甲图是外接法（甲图是外接法（选甲图）选甲图）乙图是内接法乙图是内接法实验原理2 2、在电路中接入的负载电阻分别是、在电路中接入的负载电阻分别是R R1 1、R R2 2时，对应的时，对应的 在电路中产生的电流为在电路中产生的电流为I I1 1、I I2 2，路端电压为，路端电压为U U1 1、U U2 2，则代入，可获得一组方程：，则代入，可获得一组方程：从而计算出：从而计算出：（2）测多组）测多组U、I 值，作出值，作出 U-I 图象。图象。E=纵轴截距纵轴截距r=UII/AEU/VI短短注意：注意：1、画直线时，使直线两侧的点子数目大致相等、画直线时，使直线两侧的点子数目大致相等2、坐标轴的起点是否为零。、坐标轴的起点是否为零。实验仪器伏特表、安培表、伏特表、安培表、滑动变阻器、电键、导线、滑动变阻器、电键、导线、被测电池被测电池实验步骤：实验步骤：1.1.选择好电流表、电压表量程，按图连接选择好电流表、电压表量程，按图连接好电路好电路.VA实验步骤：实验步骤：1.1.选择好电流表、电压表量程，按图连接选择好电流表、电压表量程，按图连接好电路好电路.VA2.2.把滑动变阻器的滑动片滑到一端，使接把滑动变阻器的滑动片滑到一端，使接入电路的电阻值最大。入电路的电阻值最大。3.3.闭合开关，调节变阻器，使电表有明显示数，记录一闭合开关，调节变阻器，使电表有明显示数，记录一组数据（组数据（I I，U U），用同样的方法测量几组），用同样的方法测量几组I I、U U值。值。实验步骤：实验步骤：1.1.选择好电流表、电压表量程，按图连接选择好电流表、电压表量程，按图连接好电路好电路.VA2.2.把滑动变阻器的滑动片滑到一端，使接把滑动变阻器的滑动片滑到一端，使接入电路的电阻值最大。入电路的电阻值最大。每次每次读完读完U U、I I数立数立即断即断电！电！当然，电路当然，电路中的电流也中的电流也不能太大！不能太大！实验步骤 (4)(4)整理好器材整理好器材,利用利用公式公式或或U-IU-I图象图象处理记录的数据处理记录的数据,求出电源的求出电源的E E和和r.r.AVKE,r五、数据处理五、数据处理五、数据处理五、数据处理方法一：公式法方法一：公式法 改变改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，的值，代入方程组联立求解，多测量几次代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出的值，算出E、r取平取平均值均值.1、建立坐标系、描点纵轴表示电压，横轴表示电流，、建立坐标系、描点纵轴表示电压，横轴表示电流，取取合适的标度合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以不从零开始取值必要时纵坐标可以不从零开始取值 2根据描出的坐标点作出根据描出的坐标点作出UI图像，图像，并延长与两坐标轴并延长与两坐标轴相交相交方法二：图象法方法二：图象法 1 1为了使电池的路端电压变化明显，为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应电池的内阻应选得大些选得大些(选用已使用过一段时间的干电池选用已使用过一段时间的干电池)2 2在实验中不要将在实验中不要将I I调得过大，调得过大，每次读完每次读完U U和和I I的数据的数据后应立即断开电源，后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得重，使得E E和和r r明显变化明显变化六、注意事项六、注意事项3 3在画在画U UI I图线时，图线时，要要使尽可能多的点落在使尽可能多的点落在这条直线上这条直线上不在直线不在直线上的点应对称分布在直上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以离开直线较远的点，以减小偶然误差减小偶然误差00.10.2 0.3 0.4 0.5I/AU/V实验中误差实验中误差较大的点，较大的点，舍去不用舍去不用七、误差分析：七、误差分析：1、解析法、解析法:甲图甲图RVA甲甲解得：解得：可见：可见：E测测 E真真 r 测测 r 真真 测量值测量值：RVA乙乙2、图象法：、图象法：RVA甲甲RVA乙乙I/AE真真U/VI短短E测测UII测测I/AE真真U/VI短短3、等效电源法：、等效电源法：RVA甲甲+-E测测=E等等 E真真 r测测=r真真与与RV并联并联 r真真 为减小由于电源内阻较小，使路端电压变化不为减小由于电源内阻较小，使路端电压变化不明显带来的误差，可采用以下方法改进：明显带来的误差，可采用以下方法改进：八、改进方法八、改进方法1、电阻箱和电流表测定法（、电阻箱和电流表测定法（IR法）法）A AA AR1R2 E=I 1(R1+r)E=I2(R2+r)另类另类 E E、r r 测法测法（2）：数据处理）：数据处理（1）：原理图）：原理图AB、作 图象（3）：误差）：误差用此方法测得用此方法测得E无误差，无误差，r偏大偏大V VR2V VR12：电阻箱和电压表测定法（：电阻箱和电压表测定法（U-R)法法（1）：原理图（2）：数据处理）：数据处理 E=U1+U1r/R1 E=U2+U2r/R2AB 作作 图象图象（3）：误差）：误差用此方法测得用此方法测得E、r均偏小均偏小 例例1 1.如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，正确的是正确的是 ()A.由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实 值；值；B.由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值；由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值；C.由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值；由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值；D.由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值；由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值；vA解：解：E=U+Ir ，I=(IA+U/RV)，由于电压表的分流由于电压表的分流作用，对于每个电压值作用，对于每个电压值U1，测得的电流，测得的电流IA小于总电流小于总电流I1，U越大，越大，I A跟跟I1相差越大，相差越大，画出的图线应为实线所示：画出的图线应为实线所示：UIU1IAI1所以内电阻的测量值小于真实值。所以内电阻的测量值小于真实值。CE rAR1 R2 例例2.如图示的电路中，如图示的电路中，R1、R2为标为标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值势的测量值 真实值，内阻的测真实值，内阻的测量值量值 真实值，产生误差的原因真实值，产生误差的原因是是 。等于等于大于大于电流表有内阻电流表有内阻 例例3.在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的的 （）A.一只电流表和一个滑动变阻器一只电流表和一个滑动变阻器B.一只电流表和一只电压表一只电流表和一只电压表C.一只电流表和一个电阻箱一只电流表和一个电阻箱D.一只电压表和一个电阻箱一只电压表和一个电阻箱B C D例例5.利用如图所示的一只电压表、一个利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。画出实验电路图，并用笔动势和内电阻。画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。画线作导线将所给器材连接成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻的用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。表达式。176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890110010100001000001000