物理：2.9《实验：测定电池的电动势和内阻》课件+(新人教版选修3-1)

1、 在工商部门对手机市场的一次的例行检查中在工商部门对手机市场的一次的例行检查中,怀疑怀疑某品牌手机的电池上所标称的手机电池电动势和内阻某品牌手机的电池上所标称的手机电池电动势和内阻与实际不相符与实际不相符,如果是你如果是你,你打算怎么办你打算怎么办? 通过实验来测量。通过实验来测量。 能能直接直接利用多用电表来测电动势和内阻吗？利用多用电表来测电动势和内阻吗？ 不能不能 那你能根据所学的知识设计一个实验来进行测量那你能根据所学的知识设计一个实验来进行测量吗？假如实验室里有电压表吗？假如实验室里有电压表、电流表、滑线变阻器、电流表、滑线变阻器、开关、导线若干。开关、导线若干。AV甲甲1、你准备运

2、用电路中什么知识进行测量？、你准备运用电路中什么知识进行测量？ 闭和回路的欧姆定律。用电压表测路端电压，闭和回路的欧姆定律。用电压表测路端电压，用电流表测电流。根据用电流表测电流。根据然后列方程组，求解。然后列方程组，求解。IrUE2、你的测量电路是怎样的？、你的测量电路是怎样的？E=UE=U1 1+I +I1 1r rE=UE=U2 2+I +I2 2r r或或V乙乙A一、实验原理探究一、实验原理探究3、如果实验室里只有电流表和变阻箱，开关和若干、如果实验室里只有电流表和变阻箱，开关和若干导线，你又如何设计电路？导线，你又如何设计电路？电流电流I电流表电流表路端电压？路端电压？U=IR电路图

3、？电路图？rIRIE111rIRIE222E，r测量方程？测量方程？4、如果给你一只变阻箱和电压表，你又如何设计电路？、如果给你一只变阻箱和电压表，你又如何设计电路？rRUUErRUUE222111小结小结:1.电源电动势和内阻的测量实验，是高中阶段首次电源电动势和内阻的测量实验，是高中阶段首次同时测定两个有关联关系的物理量的实验，测量方法是，同时测定两个有关联关系的物理量的实验，测量方法是，通过改变测量条件，至少测量两次，然后得到两个方程，通过改变测量条件，至少测量两次，然后得到两个方程，列方程组求解。列方程组求解。2.本实验的测量原理是本实验的测量原理是:闭合回路的欧姆定律。闭合回路的欧姆

4、定律。二、实验方案实施二、实验方案实施1、测量任务：在有伏特表和安培表的条件下，测量一测量任务：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。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、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。表各一只、滑线变阻器一只，开关一只、导线若干。3、测量电路图、测量电路图AV甲甲4、测量步骤：、测量步骤：实验步骤实验步骤1 1）：按原理图连接实物图）：按原理图连接实物图AVSR连线时，连线时，电键要断电键要断开哦开哦2）、把变阻器的滑片移

5、到一端使把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大电阻值最大3 3）、闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有）、闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明明显显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的示数，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方法测量并记录几组U U，I I值值。4 4）、断开电键，整理好器材）、断开电键，整理好器材I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.O5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的值，代入方程组联

6、立求解，多测量几次的值，代入方程组联立求解，多测量几次I I、U U的值，的值，算出算出E E、r r取平均值取平均值. . rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE缺点缺点:计算量大计算量大思考：有没有计算量小而又能减小偶然误差的数据思考：有没有计算量小而又能减小偶然误差的数据处理方法呢？处理方法呢？三、数据处理三、数据处理方法二：图象法方法二：图象法在坐标纸上以轴为横坐标，在坐标纸上以轴为横坐标，为纵坐标，用测出几组的，为纵坐标，用测出几组的，值画出图象值画出图象 1. 1.所得直线跟纵轴的交点即为电动势所得直线跟纵轴的交点即为电动势E E的值，的值， 2. 2

7、.图线的斜率的绝对值即为内阻的值。图线的斜率的绝对值即为内阻的值。 3. 3.图线与横轴的交点为短路电流图线与横轴的交点为短路电流I/AOU/V.E.IrUE图象方程：图象方程：如何利用图象求如何利用图象求E和和r?rEI短Iukr牛刀小试牛刀小试根据右图，试求电根据右图，试求电动势和内阻。动势和内阻。E=0.87V1003. 005. 060. 040. 01212IIuur思考题：思考题：1.本实验的测量对象是谁？本实验的测量对象是谁？2.实验中滑线变阻器的作用是什么？实验中滑线变阻器的作用是什么？4.课本中为什么选旧电池和水果电池进行测量？课本中为什么选旧电池和水果电池进行测量？电池电池

8、作用作用:通过改变电阻的阻值可以让电源处于不同的通过改变电阻的阻值可以让电源处于不同的工作状态。工作状态。3.在调节滑线变阻器的阻值的过程中，为什么要从大在调节滑线变阻器的阻值的过程中，为什么要从大到小进行调节？到小进行调节？出于安全考虑。保护电表和电源出于安全考虑。保护电表和电源旧电池和水果电池的内阻较大，以使电压表示数变旧电池和水果电池的内阻较大，以使电压表示数变化明显化明显1 1、用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列、用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是注意事项中错误的是 ( ) ( )A A应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数应选用旧的干电池作

9、为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显的变化比较明显B B移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载电流表过载C C根据实验记录的数据作根据实验记录的数据作U U一一I I图象时，应通过尽可能图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧布在直线两侧D.D.出于安全考虑，在选择电表时，量程越大越好。出于安全考虑，在选择电表时，量程越大越好。典型例题典型例题D2、下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理

10、方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是 （ ） A A测出两组测出两组I I、U U的数据，代人方程组：的数据，代人方程组：E EU U1 1十十I I1 1r r和和E EU U2 2十十I I2 2r r，求出求出E E和和r rB B多测几组多测几组I I、U U的数据，求出几组的数据，求出几组E E、r r，最后分别求出其平最后分别求出其平均值均值C C测出多组测出多组I I、U U的数据，画出的数据，画出U UI I图象，再根据图象求图象，再根据图象求E E、r rD D多测出几组多测出几组I I、U U数据，分别求出数据，分

11、别求出I I和和U U的平均值，用电压表的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势测出断路时的路端电压即为电动势E E，再用闭合电路欧姆定律再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。求出内电阻。C3.根据下表数据做根据下表数据做U-I图线，并根据图线求图线，并根据图线求E和和r.I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.O5步骤：步骤：1、建立合适的坐标系。、建立合适的坐标系。2、描点、描点3、观察、观察4、用直尺连线，要求、用直尺连线，要求:让尽可能多的点在这条直线上，让尽可能多的点在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线的两侧，

12、个别明显不在直线上的点均匀地分布在直线的两侧，个别明显错误的数据舍掉。错误的数据舍掉。5、根据图线求电动势和内阻、根据图线求电动势和内阻思考思考:观察你画的图线，有什么特点？观察你画的图线，有什么特点？怎样进行改进？怎样进行改进？4.问题问题:在前面利用伏安法测一节旧电池的电动势和内在前面利用伏安法测一节旧电池的电动势和内阻的实验中，有两个测量电路，即：阻的实验中，有两个测量电路，即：AV甲甲V乙乙A我们选择的是甲电路，为什么我们选择的是甲电路，为什么?系统误差分析系统误差分析复习伏安法测电阻的系统误差分析复习伏安法测电阻的系统误差分析 电流表外接法电流表外接法 电压表示数电压表示数电流表示数

13、电流表示数适用条件：测量小阻值电阻适用条件：测量小阻值电阻 . .即：即：RAUURVRAIIIIAVIUR测误差来源：电压表的分流，分流越小，误差越小误差来源：电压表的分流，分流越小，误差越小RRIUR真测量值偏大测量值偏大适用条件：测量大电阻适用条件：测量大电阻，即，即ARR 小结：在伏安法测电阻的实验中，不论外接还是内接，小结：在伏安法测电阻的实验中，不论外接还是内接，共同原因是电表内阻对测量的影响。共同原因是电表内阻对测量的影响。思考：在伏安法测电动势和内阻的实验中，电表内思考：在伏安法测电动势和内阻的实验中，电表内阻对测量有无影响呢？如果有，又是怎样影响的？阻对测量有无影响呢？如果有

14、，又是怎样影响的？AV甲甲电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数端UU vrAII 误差原因误差原因:伏特表分流伏特表分流适用条件：测量小阻值电阻适用条件：测量小阻值电阻 . .即：即：VRr 思考：思考：E测测和和E真真的关系？的关系？r测测和和r真真的大小关系？的大小关系？理论推导：理论推导：根据闭合回路欧姆定律，两次测量方程为：根据闭合回路欧姆定律，两次测量方程为：测测测测rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE测测AV甲甲若考虑两表内阻，应用欧姆定律有：若考虑两表内阻，应用欧姆定律有：rRUIUErRUIUEVV222111VVRUUIIUUrRUUIIU

15、IUIE21212121122112rrEE测测电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数端UU vrAII 误差原因误差原因:安培表分压安培表分压适用条件：测量大阻值电阻适用条件：测量大阻值电阻 . .即：即：ARr思考：思考：E测测和和E真真的关系？的关系？r测测和和r真真的大小关系？的大小关系？V乙乙AV乙乙A测测测测rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE测测ARIIUUrIIUIUIE2112211221AARIrIUERIrIUE222111测测测rRrrEEA 大家现在知道在测干电池的电动势和内阻的实验中为什么采用甲图了吗？5 5、测量电源、测量电源B B的电动势的电动势E E及电阻及电阻r r（E E约为约为4.5V4.5V，r r约为约为1.51.5） 器材：量程器材：量程3V3V的理想电压表、量程的理想电压表、量程0.5A0.5A的电流表（具有一定内的电流表（具有一定内 阻）、阻）、固定电阻固定电阻R=4R=4、电键、电键K K、滑线变阻器、滑线变阻器RR、导线若干、导线若干要求：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）号或字