测定电源的电动势和内阻PPT学习教案

1、会计学1测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻实验目的(1)(1)掌握用电压表和电流表掌握用电压表和电流表 测定电源电动势和内阻的方法测定电源电动势和内阻的方法. .(2)(2)学会用学会用U-IU-I图线处理数据的方法图线处理数据的方法. .第1页/共27页实验原理1 1、根据、根据闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律E=UE=U外外+Ir+Ir， 则则 路端电压路端电压 U U外外=E-Ir=E-Ir. . RVA甲甲RVA乙乙对待测部分而言：对待测部分而言：甲图是外接法（甲图是外接法（选甲图选甲图） 乙图是内接法乙图是内接法第2页/共27页实验原理2 2、在电路中接入的负载电阻分别是、

2、在电路中接入的负载电阻分别是R R1 1、R R2 2时，对应的时，对应的 在电路中产生的电流为在电路中产生的电流为I I1 1、I I2 2，路端电压为，路端电压为U U1 1、 U U2 2，则代入，可获得一组方程：，则代入，可获得一组方程：从而计算出：从而计算出： 11UEI r22UEI r2112UUrII122112IUI UEII第3页/共27页（2）测多组）测多组U、I 值，作出值，作出 U-I 图象。图象。E = 纵轴截距纵轴截距r = UII/AEU/VI短短注意：注意：1、画直线时，使直线两侧的点子数目大致相等、画直线时，使直线两侧的点子数目大致相等2、坐标轴的起点是否为

3、零。、坐标轴的起点是否为零。第4页/共27页实验仪器伏特表、安培表、伏特表、安培表、 滑动变阻器、电键、导线、滑动变阻器、电键、导线、 被测电池被测电池第5页/共27页1.1.选择好电流表、电压表量程，按图连选择好电流表、电压表量程，按图连接好电路接好电路. .VA第6页/共27页实验步骤：实验步骤：1.1.选择好电流表、电压表量程，按图连选择好电流表、电压表量程，按图连接好电路接好电路. .VA2.2.把滑动变阻器的滑动片滑到一端，使把滑动变阻器的滑动片滑到一端，使接入电路的电阻值最大。接入电路的电阻值最大。第7页/共27页3.3.闭合开关，调节变阻器，使电表有明显示数，记录一闭合开关，调节

4、变阻器，使电表有明显示数，记录一组数据（组数据（I I，U U），用同样的方法测量几组），用同样的方法测量几组I I、U U值。值。实验步骤：实验步骤：1.1.选择好电流表、电压表量程，按图连选择好电流表、电压表量程，按图连接好电路接好电路. .VA2.2.把滑动变阻器的滑动片滑到一端，使把滑动变阻器的滑动片滑到一端，使接入电路的电阻值最大。接入电路的电阻值最大。每次读完每次读完U U、I I数立即断电！数立即断电！当然，电路当然，电路中的电流也中的电流也不能太大！不能太大！第8页/共27页实验步骤 (4) (4)整理好器材整理好器材, , 利用利用公式公式或或U-IU-I图象图象处理记录的数

5、据处理记录的数据, , 求出电源的求出电源的E E和和r.r.AVKE,r第9页/共27页方法一：公式法方法一：公式法 改变改变R R的阻值，从电流表和电压表中读取两组的阻值，从电流表和电压表中读取两组I I、U U的的值，代入方程组联立求解，多测量几次值，代入方程组联立求解，多测量几次I I、U U的值，算出的值，算出E E、r r取平均值取平均值. . rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE第10页/共27页 1、建立坐标系、描点纵轴表示电压，横轴表示电、建立坐标系、描点纵轴表示电压，横轴表示电流，取流，取合适的标度合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标使

6、所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上，必要时纵坐标可以不从零开始取值纸上，必要时纵坐标可以不从零开始取值 2根据描出的坐标点作出根据描出的坐标点作出UI图像，图像，并延长与两坐标轴并延长与两坐标轴相交相交方法二：图象法方法二：图象法第11页/共27页 1 1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选得大些应选得大些( (选用已使用过一段时间的干电池选用已使用过一段时间的干电池) ) 2 2在实验中不要将在实验中不要将I I调得过大，每次读完调得过大，每次读完U U和和I I的数的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象据后应立即断开电源，以免

7、干电池在大电流放电时极化现象严重，使得严重，使得E E和和r r明显变化明显变化六、注意事项六、注意事项3 3在画在画U UI I图线图线时，要使尽可能多的点时，要使尽可能多的点落在这条直线上不在落在这条直线上不在直线上的点应对称分布直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点个别离开直线较远的点，以减小偶然误差，以减小偶然误差00.10.2 0.3 0.4 0.5I/AU/V实验中误差实验中误差较大的点，较大的点，舍去不用舍去不用第12页/共27页第13页/共27页七、误差分析：七、误差分析：1、解析法、解析法:甲图甲图RVA甲甲V21122112)(RU

8、UIIUIUIE真解得：解得：V211221)(RUUIIUUr真可见：可见：E测测 E真真 r 测测 r 真真 122112IIUIUIE1221IIUUr测量值测量值：RVA乙乙第15页/共27页2、图象法：、图象法：RVA甲甲RVA乙乙I/AE真真U/VI短短E测测UII测测I/AE真真U/VI短短第16页/共27页3、等效电源法：、等效电源法：RVA甲甲+-E测测 = E等等 E真真 r测测 = r真真与与RV并联并联 r真真 第18页/共27页 为减小由于电源内阻较小，使路端电压变化为减小由于电源内阻较小，使路端电压变化不明显带来的误差，可采用以下方法改进：不明显带来的误差，可采用以

9、下方法改进： 八八、改进方法、改进方法第19页/共27页1、电阻箱和电流表测定法电阻箱和电流表测定法（ IR法法）A AA AR1R2 E=I 1(R1+r) E=I2 (R2+r)另类另类 E E、r r 测法测法（2）：数据处理）：数据处理（1）：原理图）：原理图AB、作 图象RI- - -1（3）：误差）：误差 用此方法测得用此方法测得E无误差，无误差，r偏大偏大第20页/共27页V VR2V VR12：电阻箱和电压表测定法：电阻箱和电压表测定法（U-R)法法（1）：原理图（2）：数据处理）：数据处理 E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2ABR1-1U作作

10、图象图象（3）：误差）：误差 用此方法测得用此方法测得E、r均偏小均偏小第21页/共27页 例例1 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由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实 值；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；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；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

11、实值；由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值； vA解：解： E = U + Ir ， I=(IA +U/RV) ，由于电压表的分流作用，对于每个电压值由于电压表的分流作用，对于每个电压值U1 ，测得的电流，测得的电流IA小于总电流小于总电流I1，U越大，越大，I A跟跟I1相差越大，相差越大， 画出的图线应为实线所示：画出的图线应为实线所示：UIU1IAI1所以内电阻的测量值小于真实值。所以内电阻的测量值小于真实值。C第22页/共27页E rAR1 R2 例例2. 如图示的电路中，如图示的电路中，R1 、R2为为标准电阻，测定电源的电动势和内阻标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如

12、果偶然误差可以忽略不计，则时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值电动势的测量值 真实值，内真实值，内阻的测量值阻的测量值 真实值，产生误真实值，产生误差的原因是差的原因是 。等于等于大大于于电流表有内阻电流表有内阻 例例3.在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电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，可以达到测定目池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的的 （ ）A. 一只电流表和一个滑动变阻器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一只电流表和一只电压表C. 一只电流表和一个电阻箱一只电流表和一个电阻箱D. 一只电压表和一个电阻

13、箱一只电压表和一个电阻箱C D第23页/共27页例例4现要求用下列器材测量一节干电池的电动势。现要求用下列器材测量一节干电池的电动势。 A干电池干电池E：V，内阻未知；，内阻未知； B电流表电流表mA：量程：量程5mA，内阻为，内阻为2030； C阻值为阻值为200的定值电阻一个；的定值电阻一个； D阻值为阻值为400的定值电阻一个；的定值电阻一个； E开关两个，导线若干。开关两个，导线若干。（1）某同学设计了图甲所示的电路，在该电路中）某同学设计了图甲所示的电路，在该电路中R1应选择阻值为应选择阻值为 的定值电阻。的定值电阻。400400第24页/共27页（2）请在图乙中按图甲的电路图完成实物连接）请在图乙中按图甲的电路图完成实物连接。（3）该同学在实验中，闭合开关）该同学在实验中，闭合开关S1、S2时，电时，电流表的示数为流表的示数为I1；闭合开关；闭合开关S1、断开开关、断开开关S2时，时，电流表的示数为电流表的示数为I2。请写出用已知量和测得。请写出用已知量和测得量表示的待测干电池的电动势量表示的待测干电池的电动势E= 。第25页/共27页例例5. 利用如图所示的一只电压表、一个利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电电阻箱和一个电