高三复习公开课课题测量电源电动势和内阻

1、实验：测量电源的电动势和内阻 （实验、探究）高三物理第一轮复习：高三物理第一轮复习：江阴市第二中学江阴市第二中学 张伟张伟如何测量电源的电动势如何测量电源的电动势E和内阻和内阻r ？同学们：回忆一下同学们：回忆一下1、伏安法、伏安法：E=U+Ir2、安阻法、安阻法： E=IR+Ir3、伏阻法、伏阻法：rRUU+E=一、实验原理一、实验原理伏安法伏安法： E=U+IrrIUErIUE2211+=+=2112211221IIUUrIIUIUIE=改变外电路的改变外电路的R，测两组，测两组U、I值，代入值，代入AVS甲RAVS乙R1、按原理图连接实物图、按原理图连接实物图AVS甲甲R二、实验步骤二、

2、实验步骤原则：先串后并、先控后测原则：先串后并、先控后测2、把变阻器的滑片移到一、把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大端使其阻值最大3、闭合电键、闭合电键,调节变阻器调节变阻器,使电流表的读数有明显使电流表的读数有明显示数示数,记录一组电流表和电压表的示数记录一组电流表和电压表的示数,用同样的用同样的方法测量并记录几组方法测量并记录几组U,I值值4、断开电键、断开电键,整理好器材整理好器材方法一方法一: :公式法公式法改变改变R的阻值，从电流表和电压表中读的阻值，从电流表和电压表中读取两组取两组I、U的值，代入方程组联立求解，的值，代入方程组联立求解，多测量几次多测量几次I、U的值，算出的值，算

3、出E、r取平均值取平均值. 四、数据处理四、数据处理rIUErIUE2211+=+=2112211221IIUUrIIUIUIE=E EI I短短方法二方法二: :图象法图象法在坐标纸上以在坐标纸上以I为横坐标，为横坐标，U为纵坐标，用测出几组为纵坐标，用测出几组的的U，I值画出值画出UI图像图像.EIr=短短EE等于等于U轴截距轴截距r等于直线的斜率等于直线的斜率 的绝对值的绝对值五、注意事项五、注意事项1、实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值、实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值_位置处位置处.2、使用内阻较大一些的旧电池、使用内阻较大一些的旧电池. 在实验中不要将电流在实验中不要将电

4、流调得太大，每次调得太大，每次读完数后读完数后_ ，以免使电动势和，以免使电动势和内阻发生变化内阻发生变化.3、要、要测出测出6组组I、U数据数据，且，且变化范围要大一些变化范围要大一些.4、画画U-IU-I图线图线时，应使时，应使图线通过图线通过_的点的点，并，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离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。直线太远的点可舍去。5、画、画U- -I 图线时，图线时， _可以不从零开始可以不从零开始,而是根而是根据测得的数据据测得的数据从某一恰当的值开始从某一恰当的值开始(但但横坐标必须从横坐标必须从0开开始始)这时图线与横轴的

5、交点不再是短路电流，而图线与纵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轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.AVS甲RAVS乙RE测测 E真真 r 测测 r 真真 六、误差分析：六、误差分析：原因：伏特表的分流作用原因：伏特表的分流作用 原因：安培表的分压作用原因：安培表的分压作用 A A 表表V V 表测电源，表测电源，A A 表内接莫记反。表内接莫记反。U U 为纵轴为纵轴 I I为横，描点连线为重点。为横，描点连线为重点。两轴截距和斜率，搞清意义实验完。两轴截距和斜率，搞清意义实验完。V V 表分流存误差，表分流存误差，E

6、 E、r r偏小图可鉴。偏小图可鉴。总结：总结：例例1 1 在做测量干电池的电动势和内阻实验中在做测量干电池的电动势和内阻实验中, ,备有下列备有下列器材可以选用器材可以选用: A.: A.干电池一节（电动势约干电池一节（电动势约1.5 V1.5 V）B.B.直流直流电流表（量程为电流表（量程为0 00.6 A0.6 A3 A,0.6 A3 A,0.6 A挡内阻为挡内阻为0.100.10,3 ,3 A A 挡内阻为挡内阻为0.020.02）C.C.直流电压表（量程为直流电压表（量程为0 03 V3 V15 15 V,3 VV,3 V挡内阻为挡内阻为5 k,15 V5 k,15 V挡内阻为挡内阻

7、为25 k25 k）D.D.滑动变阻滑动变阻器（阻值范围为器（阻值范围为0 015,15,允许最大电流为允许最大电流为1 A1 A）E.E.滑动变滑动变阻器（阻值范围为阻器（阻值范围为0 01 000,1 000,允许最大电流为允许最大电流为0.5 A0.5 A）F.F.开关开关 G.G.导线若干导线若干 H.H.电池夹电池夹（1 1）电压表量程应选电压表量程应选_ ；电流表量程应选；电流表量程应选_ ；滑动变阻器应选滑动变阻器应选_ (2)(2)并作出实验电路并作出实验电路. .3v0.6ADAVS甲R（3 3）根据）根据U UI I图象图象, , 可求出待测电池的电动势可求出待测电池的电动

8、势E E_ V,V, 内阻内阻r= r= _ . (4) (4)由于电路中由于电路中_的影响，电的影响，电动势测量值偏动势测量值偏_ ，内阻测量值偏，内阻测量值偏_ 。小小小小1.51.0AVS甲R电压表的分流作用电压表的分流作用 训练训练1： 某同学采用如图甲所示的电路测定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电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约，内阻约1，电压表，电压表(0-3V,3k),电流表电流表(0-0.6A,1.0),滑动变阻器有滑动变阻器有R1(10 2A)和和 R2(100 0.1A)各一只各一只;(1)实验中滑动变阻器应选用

9、实验中滑动变阻器应选用 (选填选填R1或或R2).(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.VA图甲图甲图乙图乙R1 训练训练1 1：某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势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和内阻，已知干电池的电动势约为1.5V1.5V，内阻约，内阻约11，电，电压表压表(0-3V,3k),(0-3V,3k),电流表电流表(0-0.6A,1.0),(0-0.6A,1.0),滑动变阻器有滑动变阻器有R R1 1(10 2A)(10 2A)和和 R R2 2(100 0.1A)(100 0.1A)各一只各一

10、只; ;(3)(3)在实验中测得多组电压和电流值在实验中测得多组电压和电流值, ,得到如图丙所示的得到如图丙所示的U-IU-I图线图线, ,由图线可较准确求出该电源电动势由图线可较准确求出该电源电动势E=E= V; V; 内阻内阻r=r= .1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA图甲图甲1.50图线的斜率绝对值为图线的斜率绝对值为0.85r=1.85RA=0.85 测量测量电源电动势与内阻的基本情景变式电源电动势与内阻的基本情景变式变式一实验中除了待测电池和电键导线外只有变式一实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱电阻箱和和安培表安

11、培表 A1、安阻法、安阻法： E=IR+Ir误差：误差：E测测 = E真真 r 测测 r 真真 训练训练3 3、要测量某电源的电动势和内阻，按图连、要测量某电源的电动势和内阻，按图连好电路进行实验：（好电路进行实验：（1)1)闭合开关闭合开关S S1 1，多次调节电，多次调节电阻箱的阻值，记下每次的电阻值阻箱的阻值，记下每次的电阻值R R和对应的电流和对应的电流表表A A的示数的示数I(I(电流表的内阻可忽略）（电流表的内阻可忽略）（2 2）作图）作图1/I-R,1/I-R,如图所示，则根据图像可以求出：电源的如图所示，则根据图像可以求出：电源的电动势电动势E=E= v,v,内电阻内电阻r=r

12、= . 24变式二实验中除了待测电源和电键导线外，只有变式二实验中除了待测电源和电键导线外，只有伏特表伏特表和和电阻箱电阻箱 电路如图所示电路如图所示V 2、伏阻法、伏阻法：rRUU+E=误差：误差：E测测 E真真 r 测测 r 真真 4 4、(2010(2010江苏江苏) )在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表用电压表( (视为理想电压表视为理想电压表) )的量程较小，某同学设计了如图所示的的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路实物电路(1)(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到实验时，应先将电阻箱的电阻调到_( (选填选填“最大值最大值

13、”、“最小值最小值”或或“任意值任意值”) )(2)(2)改变电阻箱的阻值改变电阻箱的阻值R R，分别测出阻值，分别测出阻值R R0 010 10 的定值电阻两的定值电阻两端的电压端的电压U U. .下列两组下列两组R R 的取值方案中，比较合理的方案是的取值方案中，比较合理的方案是_ ( (选填选填“1”1”或或“2”)2”)方案方案编号编号电阻箱的阻值电阻箱的阻值R R/1 1400.0400.0350.0350.0300.0300.0250.0250.0200.0200.02 280.080.070.070.060.060.050.050.040.040.0(3)(3)根据实验数据描点，绘出的根据实验数据描点，绘出的 R R 图象是一条直线若直线图象是一条直线若直线的斜率为的斜率为k k，在坐标轴上的截距为，在坐标轴上的截距为b b，则该电源的电动，则该电源的电动E=_E=_，内阻内阻r=r=_.(_.(用用k k、b b和和R R0 0表示表示) )最大值最大值2变式三变式三今有一个今有一个阻值为阻值为55的定值电阻的定值电阻，一个，一个理想电压表理想电压表( (量程量程大于电源电动势大于电源电动势) )，开关及导线若干开关及导线若干，能否测电源电动，能否测电源电动势和内阻？如果可以，画出电路图，并计算。势