《学生实验：测量电源的电动势和内阻》课件2

1、1,5 学生实验： 测量电源的电动势和内阻,2,思考电源的电动势和内阻是如何测量的？还有其他的方法么？,3,1.理解闭合电路欧姆定律内容. 2.理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内阻的探究过程. 3.用解析法和图像法求解电动势和内阻.（重点）,4,一、实验原理,闭合电路欧姆定律,E=U+Ir,求出E、r,即利用电压表、电流表测出U、I，两组数据,5,A,V,甲,测电压U要使用电压表，测电流I要使用电流表，改变 电流、电压需要滑动变阻器，因此该实验所需器材为：,被测电源E、电压表 、电流表 、滑动变阻器R、 开关S、导线若干.,二、实验电路及器材,6,1.确定电流表和电

2、压表的量程，按图示电路把器材连好. 2.把滑动变阻器的滑片移到一端使其接入电路中的阻值最大.,三、实验步骤,7,3.闭合电键，调节滑动变阻器，使电流表有明显读数，记录一组电流、电压值，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,将实验数据填入表格：,8,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.,四、数据处理,9,E,方法二：图像法,在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组U，I值画出U-I图像,所得直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.,10,五、注

3、意事项,（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）干电池在大电流放电时，极化现象严重，电动势E会明显下降，r会明显增大.因此，实验中不要将R调得过小，读电表示数时要快，每次读完应立即断电.,11,（3）要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大一些. （4）画U-I图线时，应使图线通过尽可能多的点，并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.,12,（5）画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始（但横坐标必须从0开始)，但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

4、动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.,13,六、电路选择及误差分析,误差来源于电压表的分流作用,虚线框内部相当于内电路.虚线框外为外电路,甲,14,理论上：E=U+(Iv+IA)r,其中U是电源两端的电压，是准确的，而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差. 从电路的角度看，电压表应 看成内电路的一部分，故实 际测出的是电池和电压表整 体的电动势和内阻，因为电 压表和电池并联，所以E测 E真，r测r真,15,误差来源于电流表的分压作用,虚线框内相当于内电路.虚线框外为外电路,a,b,16,E=U+Ir,E=U+Ir内+IrA,测出的电压U不是真实的外电压，U外=U+IrA，电流I是真实值

5、.测出的内阻为电池和电流表电阻之和，故r测大于r真，外电路断开时，a.b两点间的电压等于电源的电动势故E测=E真,分析：,实质,用图像表示,17,在实际实验中，由于RV很大，而rA和r内相差不多，故甲电路图误差较小，乙电路图内阻测量误差较大，所以我们选电流表内接法，即如甲电路图所示的电路进行实验.,测电源电动势和内阻还有没有其他方法呢？,18,七、测电源电动势和内阻的其他方法,情景1.实验中除了待测电池和电键导线外，只有电阻箱和电流表，如何测定电源的电动势和内电阻？,（1）电路如图所示：,（2）主要步骤 改变电阻箱阻值R，测出对应的电流I 由E=I1R1+I1r， E=I2R2+I2r 得：,

6、1,2,19,若能测出多组I、R值，以R为纵坐标， 为横坐标，作出 图像， 由于 ，可知这条图线是直线， 直线在纵轴的截距为-r，直线的斜率E=tan.,R,-r,0,）,20,情景2.实验中除了待测电源和电键导线外，只有电阻箱和电压表，该如何测呢？,（1）电路如图所示：,（2）主要步骤 改变电阻箱阻值R，测出对应的电压U 求出电源的电动势和内阻,21,例1.在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移动滑动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 D根据

7、实验记录的数据作U-I图像时，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,22,例2.测量电源B的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5）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=4、电键K、滑动变阻器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）,23,解:（1）电路如图所示：,（2）E=U1+I1(R+r) E=U2+I2

8、(R+r) 联立解得,24,1.测电源电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，可用电压表测量外电压，电流表测流过电源的电流，用滑动变阻器来改变电压和电流的数值.,2.由于电压表的分流和电流表的分压给实验带来了误差，为了减小误差，我们采用安培表内接法. 电路如图所示：,25,3.实验结果可以用解方程组的方法来处理，也可以用图像法.用图像法处理时，由于电池的内阻较小，路端电压U的变化不大，画U-I图像时，纵轴可以不从0开始，这时图线和纵轴的交点仍为电源电动势，但和横轴的交点不再是短路电流. 4.安阻法、伏阻法也是求电源电动势和内阻的常用方法.,26,1.某学生用安培表和伏特表测干电池的电动势和内阻

9、时，所用滑动变阻器的取值范围为020，连线电 路的实物图如图所示. （1）该学生接线中错误的和不规范的做法是（ ） A.滑动变阻器不起变阻作用 B.安培表接线有错 C.伏特表量程选用不当 D.伏特表接线有错,ABD,27,(2)在方框里画出这个实验正确电路图.,28,2.在测一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为（20，3A），B变阻器为（500，0.2A）电压表应该选_（选填“A”或“B”），这是因为 .变阻器应该选 （选填“A”或“B”），这是因为 _ .,29,解析:电动势为1.

10、5V，而A电压表量程为15 V，若用A则很难精确读数，误差太大.B变阻器电阻太大而额定电流过小，调节不方便. 答案：B A电压表量程过大，读数误差较大 A B变阻器额定电流过小，调节不方便,30,3. 如图是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差的说法正确的是( ) A由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值 B由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值 C由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值 D由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值 E测出的电动势与真实值相同 F测出的电动势比真实值小,A,v,C F,31,4.现有一阻值为10.0的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求： （1）画出实验电路图； （2）简要写出完成接线后的实验步骤； （3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r= .,32,解:（1）实验电路如图所示.S断开时， 因电压表内阻远大于电源内阻， 可认