《实验测定电池的电动势和内阻》课件精讲

VSRAUI学习目标•1、理解闭合电路欧姆定律内容•2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。•3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。•4.如何利用图线得到结论以及实验误差的分析复习回顾：１、部分电路欧姆定律３、电源电动势与内、外电压关系２、闭合电路欧姆定律现在有一个使用过的干电池,要想测出其电动势和内阻,你需要什么器材?采用什么样的电路?原理是什么?提出问题一、伏安法测电源电动势和内阻实验知识回顾1、基本原理2、实验基本电路AV甲Ｕ：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：Ｅ＝Ｕ＋ＩrAV乙Ｉ：通过电源的电流1、电路选择及误差分析AVS甲RAVS乙R二、U-I法电路和器材的选择甲。乙两种电路都存在系统误差，但由于电源内阻r很小，故电流表相对于电源要外接，不然的话，r测=r+Rg,内阻测量误差太大故电流表应选用甲的接法1、伏安法测电动势E和内阻r。1122EUIrEUIrAVSR原理：E=U+Ir一、实验原理及电路2、用电压表、电阻箱电动势E和内阻r。VRKrRUUE222rRUUE111原理：E=U+URr3、用电流表、电阻箱电动势E和内阻r。E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)ARK原理：E=I（R+r)1、电路选择及误差分析（等效电源法）AVS甲RvvRrrrRr测甲图：误差来源于电压表的分流作用二、伏安法电路和器材的选择EErRREvv测若把图中的R和电流表看成外电路，则电压表可看成内电路的一部分，则实际测出的是电池和电压表整体等效的r和E.。因电压表和电池并联，故等效电阻为r测，小于电池内阻r真AVS乙R乙图：误差来源于电流表的分压作用EE测ArrRr测实验时采用甲图所示电路误差较小真实值测量值图像修正法E测E真r测小于r真由于电压表的分流，使电流表示数小于电池的输出电流，I真=I+Iv，U越大，Iv越大，反之u越小，当U=0时，Iv=0,由E=U+Ir,I真=I测=E/r误差分析：真实值测量值图像修正法由于电流表分压，使电压表示数小于实际的路端电压，比实际电压小IRA,电流越大，电流表分得的电压越大，电压表分得的电压越大，电压表读数与路端的真实值之间的偏差越大，当外电路断路时，IRA=0,这时电压表读数就是电源电动势2、器材选择：安培表：0~0.6A伏特表：0~3V滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10~20Ω被测干电池：内阻较大电键和导线电压表、电流表、滑动变阻器、电池、开关和导线．实验仪器的选择：本实验的系统误差来源于未计电压表的分流，为减小误差，需减小电压表的分流，减小电压表分流的方法有两方面：一是选取阻值范围小的变阻器，二是在满足测量要求的前提下选取内阻较大的电压表，由于选取了阻值范围较小的变阻器，所以电路中电流较大，因而还需变阻器的额定电流较大1、按原理图连接实物图AVS甲R三、实验步骤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、断开电键,整理好器材12345电压（V）电流（A）次数物理量4、实验数据处理方法一:公式法2121211IIIUUIE把所测量的数据代入U=E−Ir，计算出，21121IIUUr同理，把其它几组r2、r3、E2、E3算出来，用公式，即为所测电源的电动势和内阻。3EEEE3213rrrr321(即平均值法)EI短方法二:图象法在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U，I值画出U－I图像.UrkIEIr=短EE等于U轴截距r等于直线的斜率的绝对值01.51.00.80.40.60.21.11.21.31.4UI不考虑在坐标纸上以I为横轴，U为纵轴建立坐标系，描点拟合U-I图线，延长U-I图线，图线跟纵轴的交点即为电动势E的值，图线斜率的绝对值即为内阻的值。②图象法I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3丙1.5U/V00.51.01.5I/A0.10.20.30.40.5******甲I/A乙0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.1五、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.电流不能过大，一般不大于0.5A。3、要测出6组I、U数据，且变化范围要大一些.4、画U-I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)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.这节课我们学习了测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。并学习了用图象法处理实验数据。课堂小结U-I法:I-R法：U-R法：AVSRARsVRsU/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U—I图线，并根据图线读出电池的电动势E=V，电池的内阻r=Ω.I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.05······1.480.75ErAR1R2例2.如图示的电路中，R1、R2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课堂练习1、在测定电池的电动势和内阻的实验中，用待测电池、电键和导线，配合下列仪器可以达到的实验目的的是（）A、一只电流表和一个电阻箱B、一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C、一只电压表和一个电阻箱D、一只电流表和一个滑动变阻器ABC例1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；vAUIU1IAI1C、3、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1Ω，电压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω2A)和R2(100Ω0.1A)各一只;(1)实验中滑动变阻器应选用(选填R1或R2).(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=Ω.1.500.10.20.30.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA图甲图乙R11.50图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ωr=1.85-RA=0.85Ω0.85