实验测量电池的电动势和内阻

实验测量电池的电动势和内阻第一页，共二十六页，编辑于2023年，星期二一、实验原理闭合电路欧姆定律E=U+IrE=U1+I1rE=U2+I2r求出E、r电压表、电流表测U、I思考：有没有其他方法？U=IR电流表、两个定值电阻I=U/R电压表、两个定值电阻为了减小偶然性误差，写出U-I图线，通过图线上的截距，斜率求解E和r第二页，共二十六页，编辑于2023年，星期二二、实验方案和电路图（三种情况）1、用电压表、电流表测电池的E、r2、用电流表、定值电阻测电池的E、r电阻箱AV电流表常采用相对电源外接法，为何？电源内阻和电流表内阻均较小，相差不多，若不这样，电流表分压较多，则测量误差较大。电压表应测量路端电压。第三页，共二十六页，编辑于2023年，星期二3、用电压表、定值电阻测电池的E、r电阻箱二、实验方法1、水果电池优点：内阻较大缺点：内阻易变化2、测出多组作图求解,求平均值，减小误差。第四页，共二十六页，编辑于2023年，星期二实验步骤1：按原理图连接实物图AVSR2、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大3、闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显示数，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U，I值。4、断开电键，整理好器材第五页，共二十六页，编辑于2023年，星期二三、数据处理方法一：公式法改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值.

AVSR也是为理想电表情况的方程。当考虑电压表的分流：第六页，共二十六页，编辑于2023年，星期二方法二：图象法以Ｉ为横坐标，Ｕ为纵坐标，用测出几组的Ｕ，Ｉ值画出Ｕ-Ｉ图像，为了充分利用坐标纸，纵坐标常用最小电压值为起点，不以零为起点。图线跟纵轴的交点即为电动势E的值，图线的斜率的绝对值即为内阻的值。写出数学表达式，利用截距、斜率求E和r。U=E-Ir,截距E、斜率r。2.U路端=U测。I真>I测。电压表分流的原因。I真AVRE真

r真IvI误差分析U/VI/A0UE测E真I测I真1.当外路R短路时，电流表的示数I测等于干路电流I真。所以两图线相交于横轴一点。偏小r测<r真,E测<E真。1.电流表相对待测电阻（电源内阻）外接画图，加上修正值第七页，共二十六页，编辑于2023年，星期二电流表分压原因。U测>U路端。电流表示数等真实值2.电流表相对待测电阻（电源内阻）内接当外路断路时，UA=0，则U测=E，两图线相交于纵轴一点。AVRU/VI/AI测I真EU测U真I偏大则E真=E测,r测>r真。第八页，共二十六页，编辑于2023年，星期二四、注意1、测干电池的电动势和内阻，应选用旧电池旧电池的内阻较大，以使电压表示数变化明显2、用电压表和电流表测电池的电动势和内阻，应选用安培表的外接法。3、U=0时的电流为短路电流4、根据图象求E、r误差较小I真AVRE真

r真IvI第九页，共二十六页，编辑于2023年，星期二测电源E、r的几种方法与电路连接(理想电表）主要仪器原理电路图电压表电流表变阻器电压表变阻箱电流表变阻箱第十页，共二十六页，编辑于2023年，星期二

例1、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()

A．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

B．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，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载

D．根据实验记录的数据作U一I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布在直线两侧B第十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期二2、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，代入方程组E＝U1十I1r和E＝U2十I2r，求出E和rB．多测几组I、U的数据，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U－I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分析：ABD都会产生偶然性误差第十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期二3、测量电源B的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）

器材：量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表（具有一定内阻）、固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干要求：①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）②实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1，当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E=______________r=______________（用I1、I2、U1、U2及R表示）（1）电路如图所示：AVKBRR’第十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期二例1测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测干电池(电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω)B．电流表G(满偏电流Ig＝3mA，内阻Rg＝10Ω)C．电流表A(0～0.6A，内阻0.1Ω)D．滑动变阻器R1(0～20Ω，10A)E．滑动变阻器R2(0～200Ω，1A)F．定值电阻R0(990Ω)G．开关和导线若干类型一实验器材与电路的选择(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图甲中的a、b两个参考实验电路．其中合理的是图___所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能较准确的进行测量，滑动变阻器应选___(填写器材的代号)．(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________

Ω.bD0.8(0.78～0.821.48(1.47～1.49笔头改装滑动变阻器阻值不要太大，最大电流大些。选用Ｄ改变电路方便第十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期二【解析】

(1)电路a中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0.6×990.1V≈594V，而电源电动势仅约为1.5V，所以电路a不合理，电路b合理，电源的内阻较小，又滑动变阻器采用限流式改变电路，所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便．(2)根据实验原理可知电流表G的读数乘以(10＋990)Ω，即为电路的路端电压，所以图线在纵轴上的截距乘以(10＋990)Ω＝1000Ω，可得电源电动势E＝1.48×10－3×1000V＝1.48V；从图线上取两点得电池的内阻

v原理图及原理E=U+Ir两电表是理想情况的1.由电路图及原理列出变化量间的关系，即自变量I2和因变量I1的关系式。2.找出斜率、截距的表达式。E=U+I2r,电压表的示数U=I1(RG+R0)所以0.1Ω1000Ω第十五页，共二十六页，编辑于2023年，星期二例2.图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10000Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表．(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(填“a端”、“中央”或“b端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2，多次改变滑动端c的位置，得到的数据为在图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1－I2曲线．类型二电路的连接和实验数据的处理I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2(mA)48040032023214068b端利用数据表求解，偶然性误差（读数、画图引起的）较大可把A1和R1视作构成的理想电压表第十六页，共二十六页，编辑于2023年，星期二(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流Im＝________A.R1+RA1相当于电压表，I1远小于I2，则干路I=I2。可视作理想电压表第十七页，共二十六页，编辑于2023年，星期二第十八页，共二十六页，编辑于2023年，星期二3．现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为5Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用．(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A．10Ω

B．50ΩC．150Ω D．500Ω本实验选用哪一种规格的定值电阻最好________．(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω.(1)回路中的最小电阻R总＝E/Im＝180Ω，R0为保护电阻，当R＝0时，欲使电源电流也不会超出50mA，则最小R0＝R总－r－RA＝135Ω，C最合适，A、B太小起不到保护作用，D太大，会使电路中的电流测量范围太小．C1045第十九页，共二十六页，编辑于2023年，星期二1．在用图甲所示的电路测电池电动势和内电阻时，由于电压表的分流作用造成系统误差，图乙所示的U－I图象中有两条直线AB和A′B，其中一条是根据实测数据画出的直线，另一条是修正电压表分流所引起的误差得到的直线，由图可知，正确的是(

)

A．AB是根据实测数据画出的直线B．A′B是根据实测数据画出的直线C．路端电压U越大，通过电压表的电流越大D．由于电压表的分流作用，使电池电动势和内电阻的测量值都小于真实值答案：ACD练习系统误差：由于实验工具引起的误差第二十页，共二十六页，编辑于2023年，星期二2．在用伏安法测定电池的电动势和内阻的实验中，图是某一同学的实际接线图，图中接线有一处错误，只需去掉一根导线，这根导线的编号是________．③3．图中E为直流电源，R为已知电阻，V为理想电压表，其量程大于电源电动势，S1和S2是开关．现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r，试写出主要实验步骤及结果的表达式．1.测电动势2.测内阻第二十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期二4．测量电池的电动势E及内阻r(E约为6V，r约为1.5Ω)．器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A(具有一定内阻)，固定电阻R＝8.5Ω，滑动变阻器R′(0～10Ω)，开关S，导线若干．(1)在图的虚框中画出实验电路原理图．图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出．(2)用笔画线代替导线在图完成实物连线．(3)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E＝________，r＝________.(用I1，I2，U1，U2及R表示)解析：本题考查实验原理和实验图的连接，及处理实验数据的能力．(1)、(2)如图甲、乙所示．第二十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期二5.如图所示，用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内电阻的实验中，由于未考虑电流表的内阻，其测量值E和r与真实值E0和r0相比较，正确的是(