高中物理第二章直流电路学生实验：测量电源的电动势和内阻参考课件教科版.ppt

第二章,第,5,节,理解教材新知,把握热点考向,考向一,考向三,考向二,一、实验目的,(1),知道测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关系。,(2),学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。,(3),尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法。,二、实验原理,1,实验电路,如图,2,5,1,所示,测电源电动势和内电阻原理图,图,2,5,1,三、实验器材,待测电池一节，电流表,(0,0.6 A),、电压表,(0,3 V),各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。,四、实验步骤,(1),确定电流表、电压表的量程，按图,2,5,1,所示电路把器材连接好，如图,2,5,2,所示。,图,2,5,2,(2),把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。,(3),闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组,I,和,U,的值。并填入下表：,实验序号,1,2,3,4,5,6,I,/A,U,外,/V,(4),断开开关，整理好器材。,图,2,5,3,六、注意事项,(1),为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大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，防止干电池大电流放电时引起内阻,r,的明显变化。,图,2,5,4,(4),合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差。,七、误差分析,1,偶然误差,产生原因,减小方法,偶然,误差,电压表、电流表的读数,电压表、电流表指针偏角适当大些,描点时不准确，画,U,I,图像时不规范,多测几组数据，不在直线上的点，大致均匀分布在直线两侧。个别偏离直线较远的点不予考虑,2,系统误差,(1),误差分析：,若把图,2,5,5,中的,R,和电流表看成外,电路，则电压表可看成内电路的一部分，,故实测出的是电池和电压表这个整体等,效的,r,和,E,。电压表和电池并联，故等效,内阻,r,小于电池内阻,r,真,。,r,测,r,真,，外电路断开时，,ab,两点间电压,U,ab,即等效电动势,E,，此时电压表构成回路，故,U,ab,E,真,，即,E,测,E,真,。,(2),减小误差的方法：,选用内阻较大的电压表，以减小电压表的分流。,图,2,5,5,八、它案设计,(1),E,U,Ir,可以写成,E,IR,Ir,，,如果能得到,I,、,R,的两组数据,(,图,2,5,6),，,也可以得到关于,E,和,r,的两个方程，于是,能够从中解出,E,和,r,。这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。,图,2,5,6,图,2,5,7,例,1,测量电源的电动势及内阻的实验电路如图,2,5,8,甲所示。图乙中给出的器材有：待测的电源,(,电动势约为,4 V,，内阻约为,2),，电压表,(,内阻很大，有,5 V,、,15 V,两个量程,),，电流表,(,内阻不计，有,0.1 A,、,1 A,两个量程,),，滑动变阻器,(,阻值范围,0,10),，开关，另有导线若干。试按照图甲中的电路在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路,(,要求正确选择电表量程，以保证仪器的安全并使测量有尽可能高的精确度,),。,图,2,5,8,答案,见解析,例,2,在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为,1,k,和,0.1,，图,2,5,9,中为实验原理图及所需器件图。,(1),在图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路。,图,2,5,9,(2),一位同学记录的,6,组数据见下表，试根据这些数据在图,2,5,10,中画出,U,I,图像，,图,2,5,10,根据图像读出电池的电动势,E,_V,，求出电池内阻,r,_,。,I,(A),0.12,0.20,0.31,0.32,0.50,0.570,U,(V),1.37,1.32,1.24,1.18,1.10,1.05,(3),若不作出图线，只选用其中两组,U,和,I,的数据，用公式,E,U,Ir,列方程求,E,和,r,，这样做可能得出误差很大的结果，其中选用第,_,组和第,_,组的数据，求得,E,和,r,误差最大。,解析,(1),按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示。,(3),由图线可以看出第,4,组数据点偏离直线最远，若取第,3,组和第,4,组数据列方程组求,E,和,r,，相当于过图中,3,和,4,两点作一直线求,E,和,r,，而此直线与所画的直线偏离最大，所以选用第,3,组和第,4,组数据求得的,E,和,r,误差最大。,答案,(1),见解析,(2)1.46,0.71,(3)3,4,例,3,(2011,四川高考,),为测量一电源的电动势及内阻,(1),在下列三个电压表中选一个改装成量程为,9 V,的电压表,A,量程为,1 V,、内阻大约为,1 k,的电压表,B,量程为,2 V,、内阻大约为,2 k,的电压表,C,量程为,3 V,、内阻为,3 k,的电压表,(3),根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为,1.50 V,时、电阻箱的阻值为,15.0 ,；电压表示数为,2.00 V,时，电阻箱的阻值为,40.0,，则电源的电动势,E,_V,、内阻,r,_,。,(2),如图所示,(3)7.5,10,答案,(1),或,C,6,