人教版高中物理选修（3-1）-2.10《测量电源电动势和内阻的几种特殊方法》参考课件

1、实验讲座实验讲座测量电源电动势和内阻的几种特殊方法测量电源电动势和内阻的几种特殊方法一、用一只电流表和一只电阻箱测量一、用一只电流表和一只电阻箱测量 【例例1 1】在在“测定电源电动势和内阻测定电源电动势和内阻”的实验中的实验中, ,除除待测电源待测电源( (E E、r r),),足够的连接导线外足够的连接导线外, ,实验室仅提供实验室仅提供: :一只量程合适的电流表一只量程合适的电流表A,A,一只电阻箱一只电阻箱R R, ,一个开关一个开关S.S. (1) (1)画出实验原理图画出实验原理图. . (2) (2)写出用测量值表示的电源电动势写出用测量值表示的电源电动势E E和内阻和内阻r r

2、的的表达式表达式, ,并注明式中各物理量的含义并注明式中各物理量的含义. .解析解析 (1)(1)设计实验原理图如下图所示设计实验原理图如下图所示 (2)(2)由欧姆定律由欧姆定律E E= =I(I(R R+ +r r) )可知可知, ,测出两组电阻箱的测出两组电阻箱的不同值及其对应的电流不同值及其对应的电流, ,由由E E= =I I1 1( (R R1 1+ +r r),),E E= =I I2 2( (R R2 2+ +r r) )可可得得: : E E= = 式中式中I I1 1、I I2 2是电阻箱分别取是电阻箱分别取R R1 1和和R R2 2时电流表读数时电流表读数. . 答案答

3、案 见解析见解析 说明说明 此种方法使测得的电动势无系统误差此种方法使测得的电动势无系统误差, ,但所但所测内阻偏大测内阻偏大. .122211122121,)(IIRIRIrIIIIRR二、用一只电压表和一只电阻箱测量二、用一只电压表和一只电阻箱测量 根据根据E E= =U U+ ,+ ,测出两组电阻箱不同值及其对应的测出两组电阻箱不同值及其对应的电压电压, ,即有即有RUr2112212121211221222111)(,)(,RURURRUUrURRURRUUERrUUERrUUE得设计实验原理如图设计实验原理如图2 2所示所示. .图图2 2 此种方法测得的电动势和内阻均偏小此种方法测

4、得的电动势和内阻均偏小. .说明说明三、用两只电压表测量三、用两只电压表测量 【例例2 2】在在“测定电源电动势和内阻测定电源电动势和内阻”的实验中的实验中, ,除待测电源除待测电源( (E E、r r),),足够的连接导线外足够的连接导线外, ,实验室仅提实验室仅提供供: :两只量程合适的电压表两只量程合适的电压表V V1 1、V V2 2及及V V1 1的内阻的内阻R R1 1, ,一一只单刀双掷开关只单刀双掷开关S.S. (1) (1)画出实验原理图画出实验原理图. . (2) (2)写出用测量值表示的电源电动势写出用测量值表示的电源电动势E E和内阻和内阻r r的的表达式表达式, ,并

5、注明式中各物理量的含义并注明式中各物理量的含义. .解析解析 依题意可知依题意可知, ,电压表电压表V V1 1的内阻已知的内阻已知, ,则可由电流则可由电流电电压变换法用压变换法用V V1 1测出它所在支测出它所在支路的电流路的电流, ,类似方法一类似方法一, ,设计设计实验电路如右图所示实验电路如右图所示. .设当开关设当开关S S与与1 1接触时接触时, ,电压表电压表V V1 1的读数为的读数为U U0 0; ;当开关当开关S S与与2 2接触时接触时, ,电压表电压表V V1 1、V V2 2的读数分别为的读数分别为U U1 1、U U2 2, ,由由欧姆定律欧姆定律E E= =U

6、U+ +I Ir r, ,即有即有10102110201121100)(,UURUUUrUUUUERrUEUURrUEU可得答案答案 见解析见解析说明说明 此种方法测得的电动势和内阻均无系统误差此种方法测得的电动势和内阻均无系统误差. .四、用两只电流表测量四、用两只电流表测量 【例例3 3】在测定一节干电池的电动势和内阻的实验在测定一节干电池的电动势和内阻的实验 中中, ,备有下列器材备有下列器材: : A. A.干电池干电池( (电动势电动势E E约为约为1.5 V,1.5 V,内阻内阻r r约为约为1.0 )1.0 ) B. B.电流表电流表G(G(满偏电流满偏电流3.0 3.0 mAm

7、A, ,内阻内阻R Rg g=10 )=10 ) C. C.电流表电流表A(A(量程量程0 00.6 A,0.6 A,内阻约为内阻约为0.5 )0.5 ) D. D.滑动变阻器滑动变阻器R R(0(020 ,10 A)20 ,10 A) E. E.滑动变阻器滑动变阻器R R(0(0100 ,1 A)100 ,1 A) F. F.定值电阻定值电阻R R1 1=990 =990 G. G.开关和导线若干开关和导线若干 (1)(1)为了能准确地进行测量为了能准确地进行测量, ,也为了操作方便也为了操作方便, ,实实验中应选用的滑动变阻器是验中应选用的滑动变阻器是 .(.(填写字母填写字母) ) (2

8、) (2)请画出实验原理图请画出实验原理图. . 解析解析 由闭合电路欧姆定律由闭合电路欧姆定律E E= =U U+ +I Ir r可知可知, ,只要能只要能测出两组路端电压和电流即可测出两组路端电压和电流即可, ,但题目中只给出两但题目中只给出两个电流表且其中一个电流表个电流表且其中一个电流表G G的内阻已知的内阻已知, ,可以把内可以把内阻已知的电流表和定值电阻阻已知的电流表和定值电阻R R1 1串联改装成一个电压表串联改装成一个电压表. .为了减少误差为了减少误差, ,滑动变阻器需选滑动变阻器需选D,D,设计实验原理如下设计实验原理如下图所示图所示. .分别测两组电流表分别测两组电流表G G和和A A的读数的读数, ,即有即有E E= =I IG1G1( (R R1 1+ +R Rg g)+()+(I IA1A1+ +I IG1G1) )r rE E= =I IG2G2( (R R1 1+ +R Rg g)+()+(I IA2A2+ +I IG2G2) )r