学生实验：测量电源的电动势和内阻讲课稿

1、2.5 学生实验(shyn)：测量电源的电动势和内阻第一页，共23页。知识知识(zh shi)回回顾：顾：2、电源电动势与内、外电压(diny)关系1、闭合电路(bhdinl)欧姆定律rREIEUUUIr外内EI短短（2）图象在横轴上的截距为短路电流）图象在横轴上的截距为短路电流I短短（U=0）（3）图象斜率的绝对值为电源内阻）图象斜率的绝对值为电源内阻（I I=0=0）I/AU/V0 0（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E由由U =E -Ir 可知，可知，U U 是是I I 的的一次函数。一次函数。 IUIEr短第二页，共23页。新新课引入课引入1.1.

2、如图所示如图所示, , 当开关闭合时当开关闭合时, ,电压表示数电压表示数U1=1.3V,U1=1.3V,电流电流(dinli)(dinli)表表示数示数I1=0.2A;I1=0.2A;移动滑动变阻器滑片位置移动滑动变阻器滑片位置, ,电压表示数电压表示数U2=1.2V,U2=1.2V,电流电流(dinli)(dinli)表示数表示数I2=0.3A.I2=0.3A.（电表均为理想电表）求电源的电动势（电表均为理想电表）求电源的电动势E E和内阻和内阻r rrE2 . 03 . 1IrUE解：根据解：根据(gnj)闭合电路欧闭合电路欧姆定律姆定律rE3 . 02 . 1E=1.5Vr=1第三页，

3、共23页。问题思考问题思考问题问题1 1：如何测量：如何测量(cling)(cling)一节干电一节干电池的电动势和内阻？池的电动势和内阻？第四页，共23页。【实验【实验(shyn)(shyn)原原理】理】 闭合电路闭合电路(bhdinl)欧姆定律欧姆定律IrUE【实验【实验(shyn)(shyn)器材】器材】 待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线若干线若干【实验电路】【实验电路】 伏安法伏安法学生实验：测量电源的电动势和内阻学生实验：测量电源的电动势和内阻第五页，共23页。【实验【实验(shyn)(shyn)步骤】步骤】 1 1、按图

4、连接好电路，开关应处于断开状态、按图连接好电路，开关应处于断开状态(zhungti),(zhungti),滑动变阻器的阻值调到最大滑动变阻器的阻值调到最大2 2、电压表和电流表选择合适、电压表和电流表选择合适(hsh)(hsh)的的量程量程3 3、闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，、闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，记录第一组数据（记录第一组数据（I I1 1、U U1 1），第二组数据（），第二组数据（I I2 2、U U2 2），），用用同样的方法多测几组同样的方法多测几组I I、U U的值的值 4 4、断开开关，整理好器材、断开开关，整理好器材 第六页，共23页。仪器

5、仪器(yq)(yq)选择：选择：电流表：电流表：0 00.6A0.6A电压表电压表: :0 03V3V滑动滑动(hudng)(hudng)变变阻器阻器: :由测量电流确定，一般电流在由测量电流确定，一般电流在0.2A-0.4A,0.2A-0.4A,选用选用(xunyng)(xunyng)阻阻值较小的，便于调节值较小的，便于调节vA实验电路及其实物连线图实验电路及其实物连线图甲第七页，共23页。【数据处理】【数据处理】 要测出不少于要测出不少于6 6组组I I、U U数据，且变化数据，且变化(binhu)(binhu)范围范围要大些，用方程组求解时，要将测出的要大些，用方程组求解时，要将测出的I

6、 I、U U数据中，数据中，第第1 1和第和第4 4为一组，第为一组，第2 2和第和第5 5为一组，第为一组，第3 3和第和第6 6为一为一组，分别解出组，分别解出E E、r r再求平均值再求平均值1 1、解析、解析(ji (ji x)x)法法取两组实验取两组实验(shyn)数据代入方程数据代入方程 求求得结果得结果E和和r rIUE11rIUE22第八页，共23页。IU2 2、图像、图像(t (t xin)xin)法法电动势电动势E E纵坐标可以纵坐标可以(ky)(ky)不从不从0 0开始开始斜率的绝对值表示斜率的绝对值表示(biosh)内阻内阻（1 1）以电压）以电压U为纵轴、电流为纵轴、

7、电流I为横轴建立为横轴建立UI坐标系坐标系, ,在坐在坐标系平面内描出各组标系平面内描出各组( (U, ,I) )值所对应的点值所对应的点（2 2）尽量多地通过这些点作一条直线）尽量多地通过这些点作一条直线, ,不在直线上的点大不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误差致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误差（3 3）由于干电池内阻较小）由于干电池内阻较小,U,U的变化较小，的变化较小，可使纵坐标可使纵坐标不从零开始，此时图像与横轴交点不再表示短路电流不从零开始，此时图像与横轴交点不再表示短路电流第九页，共23页。动手实验动手实验 按电路图连接测得按电路图连接测得5-65-6组数据，并在

8、组数据，并在坐标中作出坐标中作出U-IU-I图像，根据图像，根据(gnj)(gnj)图像图像求得电动势和内阻。求得电动势和内阻。 第十页，共23页。注意事项注意事项：第十一页，共23页。问题思考问题思考问题问题2 2：两个电路图在测量电源电动势和：两个电路图在测量电源电动势和内阻实验中有什么内阻实验中有什么(shn me)(shn me)区别？区别？AVSE,rAVSE,r第十二页，共23页。【误差【误差(wch)(wch)分析】分析】 AVSE,rAVSE,r 误差由电压表的分流引起，误差由电压表的分流引起，把电压表和待测电源把电压表和待测电源(dinyun)看作是一个等效电源看作是一个等效

9、电源(dinyun)E测测 E真真 r测测 r真真第十三页，共23页。问题思考问题思考问题问题3 3：你还能想出哪些方法来测量：你还能想出哪些方法来测量(cling)(cling)电源的电动势和内阻？电源的电动势和内阻？第十四页，共23页。伏阻法伏阻法AVSE,rrRUUE111rRUUErRUUE222原理原理(yunl)公式公式真测EE 真测rr 该电路适用于滑动变阻器阻值很小该电路适用于滑动变阻器阻值很小( (电源内阻电源内阻(ni z)(ni z)很小很小) )的情的情况况第十五页，共23页。安阻法安阻法AVSE,r真测EE 真测rr 原理原理(yunl)公式公式rIRIE111IrI

10、RErIRIE222该电路适用于滑动变阻器阻值很大该电路适用于滑动变阻器阻值很大 ( (电源电源(dinyun)(dinyun)内阻很大内阻很大) )的情况的情况第十六页，共23页。vAU1=E-I1r U2=E-I2rA E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r)v E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2方法汇总：测定方法汇总：测定(cdng)电动势内阻电路电动势内阻电路第十七页，共23页。U/I/例例1. 一位同学记录的一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下组数据见表。试根据这些数据在下图中画出图中画出UI图线，并根据图线读出电池图线，并根据图线读出电

11、池(dinch)的电的电动势动势E= ，电池，电池(dinch)的内阻的内阻 r = .I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.051.480.76第十八页，共23页。例2.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1.5V，内阻约1，电压(diny)表(0-3V,3k),电流表(0-0.6A,1.0),滑动变阻器有R1(10 2A)和 R2(100 0.1A)各一只;(1)实验中滑动变阻器应选用 (选填R1或R2).(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.(3)在实验中测得多组电压(diny)

12、和电流值,得到如图丙所示的U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E= V; 内阻r= .1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA图甲图甲图乙图乙R11.50计算(j sun)：图线的斜率为0.7/0.37=1.85 r=1.85-RA=0.85 0.85第十九页，共23页。1.下面给出多种用伏安(f n)法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其 中 既 能 减 小 偶 然 误 差 ， 又 直 观 、 简 便 的 方 法 是 （ ） A测出两组I、U的数据，代人方程组：EU1十I1r和EU2十I2r，求出E和rB多测几组I、U的数据，

13、求出几组E、r，最后分别求出其平均值C测出多组I、U的数据，画出UI图象，再根据图象求E、rD多测出几组I、U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。C课堂练习课堂练习第二十页，共23页。 2、已知太阳能电池组的电动势约为、已知太阳能电池组的电动势约为8V，短路电流约为，短路电流约为4mA，为，为了精确测出它的电动势和内阻，除导线和开关外，可供选择的仪器了精确测出它的电动势和内阻，除导线和开关外，可供选择的仪器有：有：A. 电流表电流表, 量程量程5mA，内阻约，内阻约10B. 电流表电流表, 量程量程20mA，内阻约，内阻约40C. 电压表电压表, 量程量程5.0V，内阻约，内阻约5kD. 电压表电压表, 量程量程15V，内阻约，内阻约15kE. 滑动变阻器电阻滑动变阻器电阻4 k F. 滑动变阻器电阻滑动变阻器电阻40 k (1) 为使实验尽可能方便、准确，仪器应选为使实验尽可能方便、准确，仪器应选 。