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测定电源的电动势和内阻.ppt

1、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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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

2、级,第五级,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,测定电源的,E,和,r,1,一、基本原理,二、实验基本电

3、路,:路端电压,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,:通过电源的电流,2,三、实验方案实施,1,、实验任务:在有伏特表和安培表的条件下,测量一节旧干电池的电动势和内阻。即利用伏安法测量。,2,、实验器材:待测干电池、符合条件的伏特表和安培表各一只、滑线变阻器一只,开关一只、导线若干。,3,、实验电路图,4,、实验步骤:,3,实验步骤,1,)按原理图连接实物图,4,2,),、,把变阻器的滑片移到一端使,电阻值最大,3,)、闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有,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,U,,,I,值

4、。,4,)、断开电键,整理好器材,I/A,0.12,0.20,0.31,0.32,0.50,0.57,U/V,1.37,1.32,1.24,1.18,1.1,1,1.O5,5,方法一:公式法,改变,R,的阻值,从电流表和电压表中读取两组,I,、,U,的值,代入方程组联立求解,多测量几次,I,、,U,的值,算出,E,、,r,取平均值,.,缺点,:,计算量大,四、数据处理,6,方法二:图象法,在坐标纸上以轴为横坐标,为纵坐标,用测出几组的,值画出图象,1.,所得直线跟纵轴的交点即为电动势,E,的值,,2.,图线的斜率的绝对值即为内阻的值。,图象方程:,如何利用图象求,E,和,r?,3.,图线与横轴

5、的交点为短路电流?,7,电压表示数,电流表示数,误差原因,:,电压表分流,五、误差分析,定性分析:,电压表示数,电流表示数,误差原因,:,电流表分压,对比,8,电压表示数,电流表示数,误差原因,:,电流表分压,电压表示数,电流表示数,误差原因,:,电压表分流,对比,9,理论推导:,根据闭合回路欧姆定律,两次测量方程为:,真实值,测量值,10,在测干电池的电动势和内阻的实验中为什么采用甲图?,测量值,真实值,11,某同学测一节干电池的电动势和内阻现备有下列器材:,A,被测干电池一节,B,电流表;量程,0,0.6 A,,内阻,0.1,C,电流表:量程,0,3 A,,内阻,0.024,D,电压表:量

6、程,0,3 V,,内阻未知,E,电压表:量程,0,15 V,,内阻未知,F,滑动变阻器:,0,10,,,2 A,G,滑动变阻器:,0,100,,,1 A,H,开关、导线若干,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻,(1),在上述器材中请选择适当的器材:,_(,填写选项前的字母,),(2),画出相应的实验电路图;,ABDFH,12,(3),根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的,U,I,图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势,E,_ V,,内电阻,r,_,1.50,0.9,13,已知太阳能电池组的电动势约为,8V

7、,,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,为使实验尽可能方便、准确,应选用上述仪器中,的,(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,14,

8、为了测定一节干电池的电动势和内阻,某实验小组按图甲所示的电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑片由,A,端向,B,端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数接近,1.5 V,且几乎不变,直到当滑片滑至临近,B,端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值,出现上述情况的原因是,_,改进方法是,_,改进后,测出几组电流、电压的数值,并画出如图乙所示的图象,由图象可知,这个电池的电动势为,E,_V,,内阻,r,_.,滑动变阻器阻值太大,有效使用的部分太短,选择阻值更小的滑动变阻器,1.48,2.4,15,六,.

9、,重要注意事项,:,(,5,)使用内阻较大一些的旧电池。,(,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,)要测出不小于,6,组、数据,且变化范围要大一些,(,3,)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舍去。,(,4,)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.,16,某同学要测量一电动势略小于,3V,的直流电源的电动势和内阻按照

10、原理图连接好线路后进行测量,测出,6,组数据记录在下表中,记录有明显错误的是第,组数据,待测量,第,1,组,第,2,组,第,3,组,第,4,组,第,5,组,第,6,组,I/A,0.11,0.20,0.30,0.40,0.50,0.56,U/V,2.87,2.85,2.83,2.82,2.79,2.58,由上表可知,电压表示数变化不明显,试分析引起这种情况的原因是,将上述器材的连线略加改动就可解决上述问题,请你在下图完成正确的连线。,电源内阻过小,6,17,电源电动势与内阻测量的基本变式,变式一利用电阻箱和电流表,测定电源的电动势和内电阻。,(,1,)电路如图所示:,(,2,)主要步骤,改变电阻

11、箱阻值,R,,测出对应的电流,I,由(,E=I,1,R,1,+I,1,r,,,E=I,2,R,2,+I,2,r,),得:,(3),误差分析:未考虑电流表分压,而产生误差即电动势测量值等于真实值,而内阻测量值大于真实值,18,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=tan,。,19,某同学根据他设计的实验以及收集到的数据,作出了如图,e,所示的 图线,由此可知,干电池的电动势,E=,V,(计算结果保留三位有效数字);图线纵轴截距的绝对值代表,的电阻之和,1.46(1.411.49,均给分,),电表

12、与干电池,20,变式二 利用电阻箱和电压表,测定电源电动势和内阻,(,1,)电路如图所示,(,2,)主要步骤,改变电阻箱阻值,R,,测出对应的电压,U,。,由 ,,求出电源的电动势和内阻,(3),误差分析:未考虑电压表分流而产生误差即电动势的测量值小于真实值,内阻的测量值小于,真实,值,21,由 ,得,根据测定的各组 值在坐标上描出位置,然后依据这,些位置作出 图线,图线是一条直线。,纵轴截距是电动势的倒数,斜率是,22,序号,1,2,3,4,5,6,7,(,1,),0.1,0.4,0.5,1.0,2.0,2.5,5.0,(V,1,),0.36,0.44,0.50,0.60,0.87,1.00,1.58,23,(1),根据实验数据,请在所给的图,7,5,14,乙坐标系中绘出,关系图线,(2),由图线可知,该干电池的电动势,E,_V,,,内阻,r,_.,(,保留两位有效数字,),E,2.9 V,,,r,0.71.,24,

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