测量电池的电动势和内阻 课件(沪科版选修3-1)

1、栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律42测量电源的电动势和内阻测量电源的电动势和内阻栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律目标导航目标导航1.了解测量电源的电动势和内阻的原理和实验了解测量电源的电动势和内阻的原理和实验电路电路(重点重点)2会用电压表和电流表正确连接电路会用电压表和电流表正确连接电路3会用会用UI图线处理实验数据，并根据图线图线处理实验数据，并根据图线测出电源的电动势和内阻测出电源的电动势和内阻(重点重点)栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律新知初探自学导引新知初探自学导引一、实验目的一、实

2、验目的1了解测量电源的电动势和内阻的方法了解测量电源的电动势和内阻的方法2会用图像法求电动势和内阻的方法，了解会用图像法求电动势和内阻的方法，了解路端电压路端电压U与干路电流与干路电流I的关系图像的关系图像(即即UI图图像像)与纵横坐标轴交点的意义以及图像斜率的与纵横坐标轴交点的意义以及图像斜率的意义意义栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律二、实验原理二、实验原理1公式法：如图公式法：如图421所示，由闭合电路所示，由闭合电路的欧姆定律得的欧姆定律得EUIr改变变阻器的阻值，从改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出电流表、电压表中读出几组几组U和和I值，组成方程

3、组可求解值，组成方程组可求解E、r.图图421栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律2图像法：利用图像法：利用UEIr建立建立UI图像根据图像根据测得数据描点画图，利用图线截距、斜率的测得数据描点画图，利用图线截距、斜率的意义求意义求E、r.三、实验器材三、实验器材被测电源被测电源(干电池干电池)、_、电压表、电压表、_、电键和导线等、电键和导线等电流表电流表滑动变阻器滑动变阻器栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律四、实验步骤四、实验步骤1确定电流表、确定电流表、_的量程，按实验的量程，按实验原理图将如图原理图将如图422所示电路器材连

4、接好所示电路器材连接好电压表电压表图图422栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律2把变阻器的滑片移到一端使阻值把变阻器的滑片移到一端使阻值_3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组示数，记录一组_和和_的示数，的示数，用同样方法测量并记录几组用同样方法测量并记录几组I和和U值值4断开开关，整理好器材断开开关，整理好器材5数据处理：用原理中的方法计算或从数据处理：用原理中的方法计算或从UI图像中找出图像中找出E和和r.最大最大电流表电流表电压表电压表栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律要点

5、探究讲练互动要点探究讲练互动要点要点1实验数据的处理实验数据的处理1公式法公式法利用依次记录的多组数据利用依次记录的多组数据(一般一般6组组)，分别记录，分别记录如下表所示：如下表所示：栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律2图像法图像法把测出的多组把测出的多组U、I值，在值，在UI图中描点画图图中描点画图像，使像，使UI图像的直线经过大多数坐标点或图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布使各坐标点大致分布在直线的两侧，在直线的两侧，如图如图423所示，所示，图图423栏目栏目导引导引第第4章探

6、究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律在用电压表和电流表测电源的电动势和在用电压表和电流表测电源的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为别为1 k和和0.1 ，图，图424中为实验原理图中为实验原理图及所需器及所需器件图件图例例1图图424栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律(1)在图中画出连线，将器件按原理图连接成在图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路实验电路(2)一位同学记录的一位同学记录的6组数据见下表，试根据这组数据见下表，试根据

7、这些数据在图些数据在图425中画出中画出UI图像，根据图图像，根据图像读出电源的电动势像读出电源的电动势E_V，求出电，求出电源内阻源内阻r_.栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律图图425栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律【精讲精析精讲精析】(1)按照实验原理图将器件连成实物电路，如按照实验原理图将器件连成实物电路，如图图426所示所示图图426栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律(2)根据根据U、I数据，在方格纸数据，在方格纸UI坐标上找点坐标上找点描迹，如图描迹，如图427.然后将直线延长，交然后

8、将直线延长，交U轴轴于于U11.46 V，此，此即为电源电动势；即为电源电动势；图图427栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律【答案】【答案】(1)见精讲精析见精讲精析(2)1.460.71栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律要点要点2实验中的注意事项及误差分析实验中的注意事项及误差分析1注意事项注意事项(1)选用内阻适当大一些的电压表选用内阻适当大一些的电压表(2)电流表要与变阻器串联在同一支路，即电电流表要与变阻器串联在同一支路，即电压表直接测量电源的路端电压压表直接测量电源的路端电压(3)两表应选择合适的量程，使测量时偏转角两表

9、应选择合适的量程，使测量时偏转角大些，以减小读数时的相对误差大些，以减小读数时的相对误差栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律(4)尽量多测几组尽量多测几组U、I数据数据(一般不少于一般不少于6组组)，且数据变化范围要大些且数据变化范围要大些(5)作作UI图像时，让尽可能多的点落在直线图像时，让尽可能多的点落在直线上上,不落在直线上的点均衡分布在直线两侧不落在直线上的点均衡分布在直线两侧2误差分析误差分析(1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作读数以及作UI图像时描点不很准确图像时描点不很准确(2)系统误差：系统误差来

10、源于未计电压表分系统误差：系统误差来源于未计电压表分流，近似将电流表的示数看做干路电流流，近似将电流表的示数看做干路电流栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律实际上电流表的示数比干路电流略小如果实际上电流表的示数比干路电流略小如果由实验得到的数据作出图由实验得到的数据作出图428中实线中实线a所所示的图像，那么考虑到电压表的分流后，得示的图像，那么考虑到电压表的分流后，得到的到的UI图像应是图中的图像应是图中的虚线虚线b，由此可见，按图所，由此可见，按图所示的实验电路测出的电源示的实验电路测出的电源电动势电动势E测测E真真，电源内，电源内电阻电阻r测测r真真图图42

11、8栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律(3)分析：分析：外电路短路时，实验原理图所示外电路短路时，实验原理图所示的实验电路中，电流表的示数的实验电路中，电流表的示数(即干路电流的即干路电流的测量值测量值)I测测近似等于干路电流的真实值，所以近似等于干路电流的真实值，所以图中图中a、b两图线几乎交于短路电流处两图线几乎交于短路电流处当路端电压当路端电压(即电压表示数即电压表示数)为为U1时，由于电时，由于电流表示数流表示数I1测测小于干路电流小于干路电流I1真真，所以，所以a、b两图两图线出现了图所示的差异线出现了图所示的差异栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆

12、定律章探究闭合电路欧姆定律在测量电源的电动势和内电阻时，下在测量电源的电动势和内电阻时，下列注意事项中正确的是列注意事项中正确的是()A应选用旧的干电池作为被测电源，以使电应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显压表示数的变化比较明显B应选用内阻较小的电压表和电流表应选用内阻较小的电压表和电流表C移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器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短路造成电流表过载例例2栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律D根据实验记录的数据作根据实验记录的数据作UI图像时，应通图像时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在

13、直线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布在直线两侧上的点大致均匀分布在直线两侧【精讲精析精讲精析】旧的干电池内阻较大，电压旧的干电池内阻较大，电压变化明显，能减小实验误差，变化明显，能减小实验误差，A正确；在实验正确；在实验中，为减小误差，应选用内阻较小的电流表中，为减小误差，应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表，和内阻较大的电压表，B错误；错误；栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律在在C选项中，易烧坏电流表，选项中，易烧坏电流表，C正确；在作图正确；在作图时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点

14、应大致均匀分布在直线两侧线上的点应大致均匀分布在直线两侧,D正确正确【答案答案】ACD栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律要点要点3创新实验方案创新实验方案1利用电流表和电阻箱进行测量利用电流表和电阻箱进行测量实验原理：由实验原理：由EIRIr可知，通过改变可变可知，通过改变可变电阻电阻R的阻值，即可读出电路中对应的两组电的阻值，即可读出电路中对应的两组电流值，然后，列方程组流值，然后，列方程组求出电源电动势和内阻求出电源电动势和内阻此法所用电路图如图此法所用电路图如图429所示所示图图429栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律2利用

15、电压表和电阻箱进行测量利用电压表和电阻箱进行测量图图4210栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律3利用两只电压表进行测量利用两只电压表进行测量实验原理：测量电路如图所示，断开实验原理：测量电路如图所示，断开S时，测时，测得两电压表的示数分别为得两电压表的示数分别为U1、U2，再闭合，再闭合S，此时电压表此时电压表V1的示数为的示数为U1.然后列方程组求然后列方程组求出电源电动势和内阻出电源电动势和内阻此法所用电路图如图此法所用电路图如图4211所示所示图图4211栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律4利用两只电流表进行测量利用两只电流

16、表进行测量实验原理：通过改变可变电阻实验原理：通过改变可变电阻R1的阻值，即的阻值，即可读出电路中对应的两组电流值，一般这类可读出电路中对应的两组电流值，一般这类问题有一个电流表电阻问题有一个电流表电阻已知，列方程组求出电已知，列方程组求出电源电动势和内阻此法源电动势和内阻此法所用电路图如图所用电路图如图4212所示所示图图4212栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律(2011高考四川理综卷高考四川理综卷)为测量一电源的为测量一电源的电动势及内阻电动势及内阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表；的电压表；A量

17、程为量程为1 V、内阻大约为、内阻大约为1 k的电压表的电压表V1B量程为量程为2 V、内阻大约为、内阻大约为2 k的电压表的电压表V2C量程为量程为3 V、内阻为、内阻为3 k的电压表的电压表V3选择电压表选择电压表_串联串联_k的电阻的电阻可以改装成量程为可以改装成量程为9 V的电压表的电压表例例3栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表改装好的电压表(此表用符号此表用符号V1、V2或或V3与一与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，

18、在虚线框内画出测在虚线框内画出测电源电动势及内阻电源电动势及内阻的实验原理电路图的实验原理电路图栏目栏目导引导引第第4章探究闭合电路欧姆定律章探究闭合电路欧姆定律(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为电压表示数为1.50 V时、电阻箱的阻值为时、电阻箱的阻值为15.0 ；电压表示数为；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为时，电阻箱的阻值为40.0 ，则电源的电动势，则电源的电动势E_V、内、内阻阻r_.【精讲精析精讲精析】(1)若要把已知量程的电压表若要把已知量程的电压表改装成大量程的电压表，原理是在已知量程改装成大量程的电压表，原理是在已知量程的电压表上串联一定阻值的电阻的电压表上串联一定阻值的电阻栏目栏目导引导引第