选修3-1 2.4测定电源的电动势和内电阻.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,*,学生实验：测量电源的电动势和内阻,选修,3-1,教科版,第二章第,5,节,1,、,基本原理,2,、,实验基本电路,：路端电压,：通过电源的电流,只要测出几组（至少两组）,U,、,I,值就可求出,E,、,r,闭合电路的欧姆定律：,r,A,V,S,甲,R,A,V,S,乙,R,常规方法：伏安法测,E,、,r,（,UI,法）,3,、实验器材,电池,(,被测电源,),、电压表（,03V,）、电流表（,00.6A,）、,滑动变阻器、开关、导线、,坐标纸,。,4,、数据处理,多次测量平均值法,把所测量的数据代入,U=,EIr,，,计算出,，,同理，把其它几组,r,2,、,r,3,、,E,2,、,E,3,算出来，,用公式，,即为所测电源的电动势和内阻。,图象法,I/A,U/V,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,1.1,1.2,1.4,1.3,丙,1.5,0.5,0,U/V,1.0,1.5,I/A,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,*,*,*,*,*,*,甲,I/,A,乙,0.5,1.0,1.5,U/,V,0.2,0.3,0.4,0.5,0,0.1,5,、系统误差原因分析,r,测,r,真,E,测,r,真,误差原因：电流表的分压流作用,适用,:R,A,r,如：太阳能电池、纽扣电池,6,、重要注意事项,（1,）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于,阻值最大,位置处,（,2,）使用,内阻较大,一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后,立即断电,，以免使电动势和内阻发生变化,（,3,）要测出不小于,6,组、数据，且,变化范围要大,一些,（,4,）画,图线时，应使,图线通过尽可能多的点,，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去。,（,5,）画,U-I,图线时，,纵轴的刻度可以不从零开始,，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始（但横坐标必须从,0,开始,),但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而,图线与纵轴的截距仍为电动势,E,，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.,例,1,测量电源的电动势,E,及电阻,r,（,E,约为,4.5V,，,r,约为,1.5,）,器材：量程,3V,的理想电压表、量程,0.5A,的电流表（具有一定内,阻）、固定电阻,R=4,、电键,K,、滑线变阻器,R,、导线若干,要求：画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符,号或字母标出）,实验中，当电流表读数为,I,1,时，电压表读数为,U,1,，当电,流表读数为,I,2,时，电压表读数为,U,2,，,则可以求出,E=_,r=_,（用,I,1,、,I,2,、,U,1,、,U,2,及,R,表示）,（,1,）电路如图所示：,A,V,K,B,R,R,伏安法,非常规法,1,、电阻箱和电流表测定法（,IR),R,1,A,R,2,K,1,K,2,A,R,K,E=I,1,(R,1,+r),E=I,2,(R,2,+r),1/I,R,-r,若能测出多组,I,、,R,值，以,R,为纵坐标，,为横坐标，作出,图象，由于,，,可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距,r,，图线的斜率,E=,tg,。,2,、电阻箱和电压表测定法,（,UR,法）,V,R,K,K,2,R,1,V,R,2,K,1,E=U,1,+U,1,r/R,1,E=U,2,+U,2,r/R,2,理想电压表、定值电阻测定,S,1,S,2,将,S,1,闭合，,S,2,断开，记下电压表读数,U,1,，,S,1,、,S,2,均闭合，记下电压表读数,U,2,，,则电源电动势,E=,U,1,例,2,今有一个阻值为,5,的定值电阻，一个理想电压表,(,量程大于电源电动势,),，开关及导线若干，能否测电源电动势和 内阻？,（,2,）主要步骤：,（,3,）电源电动势和内阻：,闭合,K,1,、,K,2,，,记下电压表读数,U,2,（,1,）电路如图所示：,断开,K,2,、闭合,K,1,，,记下电压表读数,U,1,E=U,1,例,3,今有一个阻值为,10,的定值电阻，一个电压表，开关和导,线若干，电压表表盘上有刻度但无刻度值。请设计一个能,测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压,表量程大于电动势，电源内阻约为几欧）。,要求：画出实验电路图,简要写出完成接线后的实验步骤,写出需测量的量，计算电源内阻的表达式,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要步骤：,断开,K,2,、闭合,K,1,，,记下电压表偏转格数,N,1,闭合,K,1,、,K,2,，,记下电压表偏转格数,N,2,（,3,）电源内阻：,3,、两块电压表测定,已知两只量程合适的电压表,V,1,、,V,2,及,V,1,的内阻,R,1,，一只单刀双掷开关,S,设当开关,S,与,1,接触时，电压表,V1,的读数为,U,0,；当开关,S,与,2,接触时，电压表,V,1,、,V,2,的读数分别为,U,1,、,U,2,，由欧姆定律,E=,U+Ir,，即有,可得,例,4,有两只伏特表,V,1,和,V,2,，量程已知，内阻不知，另有一干,电池，它的内阻不能忽略，但大小未知。只有这两只伏特,表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干电池的,电动势（已知电动势不超过伏特表的量程）,要求：画出测量时所用的电路图,以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式,（,1,）电路如图所示：,S,1,V1,S,2,V,2,（,2,）主要步骤：,闭合,S,1,、,S,2,，记下,V,1,的读数,U,1,，,则,由上两式可得：,闭合,S,1,、断开,S,2,，记下,V,1,的读数 ，,V,2,的读数,U,2,，则,4,、两只电流表测定,例,5.,在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：,干电池（电动势,E,约为,1.5V,，内电阻,r,约为,1.0,）；,电流表,G,（满偏电流,3.0mA,，内阻）；,电流表,A,（量程,0,0.6A,，内阻约为,0.5,）；,滑动变阻器,R,（,0,20,，,10A,）；,滑动变阻器；,定值电阻；,开关和导线若干。,（,1,）为了能准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是,_,。（填写数字代号）,（,2,）请画出实验原理图。,解析：由闭合电路欧姆定律,E=,U+Ir,可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，但题目中只给出两个电流表且其中一个电流表,G,的内阻已知，可以把内阻已知的电流表和定值电阻串联改装成一个电压表。为了减少误差，滑动变阻器需选，设计实验原理图如图所示。,分别测两组电流表,G,和,A,的读数，即有,可得,课后练习,E r,A,R,1,R,2,1.,如图示的电路中，,R,1,、,R,2,为标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值,真实值，内阻的测量值,真实值，产生误差的原因是,。,等于,偏大,电流表有内阻,2.,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，可以达到测定目的 （,）,A.,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,C.,一只电流表和一个电阻箱,D.,一只电压表和一个电阻箱,C D,3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,()A.,由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实 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；,C.,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；,v,A,解：,E=U+,Ir,，,I=(I,A,+U/R,V,),，,由于电压表的分流作用，对于每个电压值,U,1,，,测得的电流,I,A,小于总电流,I,1,，,U,越大，,I,A,跟,I,1,相差越大，画出的图线应为实线所示：,U,I,U,1,I,A,I,1,所以内电阻的测量值小于真实值。,C,4,.,（,8,分）现有器材：量程为,10.0mA,、,内阻约,30-40,的电流表一个，定值电阻,R,1,=150,，,定值电阻,R,2,=100,，,单刀单掷开关,K,，,导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约,1.5V,）,的电动势。,（,1,）按要求在实物图上连线。,（,2,）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为,=,，式中各直接测得量的意义是：,.,2002,年河南高考,R,1,R,2,R,1,R,2,（,1,）连图：左图只用,R,1,接入电路；右图用,R,1,和,R,2,串联接入电路。,（,2,）,I,1,是外电阻为,R,1,时的电流，,I,2,是外电阻为,R,1,和,R,2,串联时的电流,.,测量原理,：,m,A,R,1,m,A,R,2,R,1,E=I,1,（,R,1,+,R,g,+r,）,E=I,2,（,R,1,+R,2,+,R,g,+r,）,联立 解得,注意,：若只用,R,2,接在电路中，则电流将超过电,流表的量程，所以用,R,1,和,R,2,串联接入电路。,解答,：,