学生实验：测量电源的电动势和内阻.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.5 学生实验：测量电源的电动势和内阻,知识回顾：,2,、,电源电动势与内、外电压关系,1,、,闭合电路欧姆定律,E,I,短,（,2,）图象在横轴上的截距为短路电流,I,短,（,U=0,）,（,3,）图象斜率的绝对值为电源内阻,（,I,=0,）,I/,A,U/,V,0,（,1,）图象在纵轴上的截距为电源的电动势,E,由,U,=,E-Ir,可知，,U,是,I,的一次函数。,新课引入,1.如图所示,当开关闭合时,电压表示数U,1,=1.3V,电流表示数I,1,=0.2A;移动滑动变阻器滑片位置,电压表示数U,2,=1.2V,电流表示数I,2,=0.3A.（电表均为理想电表）求电源的电动势,E,和内阻,r,解：根据闭合电路欧姆定律,E,=1.5V,r,=1,问题思考,问题,1,：如何测量一节干电池的电动势和内阻？,【实验原理】,闭合电路欧姆定律,【实验器材】,待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线若干,【实验电路】,伏安法,学生实验：测量电源的电动势和内阻,【实验步骤】,1,、按图连接好电路，开关应处于断开状态,滑动变阻器的阻值调到最大,2,、电压表和电流表选择合适的量程,3,、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（,I,1,、,U,1,），第二组数据（,I,2,、,U,2,），用同样的方法多测几组,I,、,U,的值,4,、断开开关，整理好器材,仪器选择：,电流表：,0,0.6A,电压表,:,0,3V,滑动变阻器,:,由测量电流确定，一般电流在0.2A-0.4A,选用阻值较小的，便于调节,v,A,实验电路及其实物连线图,甲,【数据处理】,要测出不少于,6,组,I,、,U,数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的,I,、,U,数据中，第,1,和第,4,为一组，第,2,和第,5,为一组，第,3,和第,6,为一组，分别解出,E,、,r,再求平均值,1,、解析法,取两组实验数据代入方程 求得结果,E,和,r,I,U,2,、图像法,电动势,E,纵坐标可以不从,0,开始,斜率的绝对值表示内阻,（,1,）以电压,U,为纵轴、电流,I,为横轴建立,UI,坐标系,在坐标系平面内描出各组,(,U,I,),值所对应的点,（,2,）尽量多地通过这些点作一条直线,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,（,3,）由于干电池内阻较小,U,的变化较小，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,动手实验,按电路图连接测得5-6组数据，并在坐标中作出,U-I,图像，根据图像求得电动势和内阻。,注意事项：,问题思考,问题,2,：两个电路图在测量电源电动势和内阻实验中有什么区别？,A,V,S,E,r,A,V,S,E,r,【误差分析】,A,V,S,E,r,A,V,S,E,r,误差由电压表的分流引起，把电压表和待测电源看作是一个等效电源,E,测,E,真,r,测,r,真,问题思考,问题,3,：你还能想出哪些方法来测量电源的电动势和内阻？,伏阻法,A,V,S,E,r,原理公式,该电路适用于滑动变阻器阻值很小,(,电源内阻很小,),的情况,安阻法,A,V,S,E,r,原理公式,该电路适用于滑动变阻器阻值很大,(,电源内阻很大,),的情况,v,A,U,1,=E-I,1,r,U,2,=E-I,2,r,A,E,=,I,1,(,R,1,+,r,),E,=,I,2,(,R,2,+,r,),v,E,=,U,1,+,U,1,r,/,R,1,E,=,U,2,+,U,2,r,/,R,2,V,、,A,表,+,变阻器,A,表,+,电阻箱,V,表,+,电阻箱,E,=,U,+,Ir,E,=,IR,+,Ir,E,=,U,+,Ur,/,R,方法汇总：测定电动势内阻电路,U/,I/,例,1.,一位同学记录的,6,组数据见表。试根据这些数据在下图中画出,UI,图线，并根据图线读出电池的电动势,E,=,，电池的内阻,r=,.,I(A),U(V),0.12,1.37,0.20,1.32,0.31,1.24,0.35,1.20,0.50,1.10,0.57,1.05,1.48,0.76,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,R,1,(10 2A)和,R,2,(100 0.1A)各一只;,(1)实验中滑动变阻器应选用,(选填,R,1,或,R,2,).,(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.,(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,=.,1.5,0 0.1 0.2 0.3 0.4,0.9,1.1,1.3,1.2,1.0,0.8,1.4,I,/A,U,/V,V,A,图甲,图乙,R,1,1.50,计算：图线的斜率为0.7/0.37=1.85,r,=1.85-,R,A,=0.85,0.85,1.,下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是 （）,A测出两组I、U的数据，代人方程组：EU,1,十I,1,r和EU,2,十I,2,r，求出E和r,B多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值,C测出多组I、U的数据，画出UI图象，再根据图象求E、r,D多测出几组I、U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。,C,课堂练习,2、已知太阳能电池组的电动势约为8V，短路电流约为4mA，为了精确测出它的电动势和内阻，除导线和开关外，可供选择的仪器有：,A.电流表,量程5mA，内阻约10,B.电流表,量程20mA，内阻约40,C.电压表,量程5.0V，内阻约5k,D.电压表,量程15V，内阻约15k,E.滑动变阻器电阻4 k,F.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,。,（用所给器材的代号填写）.,(2)在虚线框内画出电路图.,(3)该电路测得的电源电动势和真实值相比较,。测得的内电阻和真实值相比较,。(填偏大、偏小或相等),A C E,A,V,相等,偏大,例3.,