选修-实验-测定电池的电动势和内阻-含视频-课件

10,实验：测定电池的电动势和内阻,U,10 实验：测定电池的电动势和内阻U,观看视频，思考电源的电动势和内阻是如何测量的？还有其他的方法吗？,观看视频，思考电源的电动势和内阻是如何测量的？还有其他的方法,1.,了解测定电源的电动势和内阻的实验原理。,2.,学会用图像进行数据处理的方法。,3.,会分析本实验的测量误差，了解减小误差的方法。,(,重点,),(,难点,),1.了解测定电源的电动势和内阻的实验原理。2.学会用图像,1.,U-I,法：,E=U+Ir,【,探究：实验原理,】,情景,1,：,给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一个电流表、一个电压表、一个开关和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻,?,E=U,2,+I,2,r,E=U,1,+I,1,r,A,V,S,R,1.U-I法：E=U+Ir【探究：实验原理】情景1：给你一,情景,2,：,给你一节使用过的干电池、一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻,?,2.,I-R,法：,E=IR+Ir,情景2：给你一节使用过的干电池、一个电流表、一个电阻箱、一个,3.U-R,法：,V,R,S,情景,3,：,给你一节使用过的干电池、一个电压表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻,?,3.U-R法：VRS情景3：给你一节使用过的干电池、一个电,一、器材选择：,电流表：,0,0.6A,电压表：,0,3V,滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值,10,20,被测干电池：内阻较大,开关和导线,一、器材选择：电流表：00.6A电压表：03V滑动变阻器,A,V,S,R,1.,恰当选择实验器材,连接好实物图,二、实验方法和步骤,AVSR1.恰当选择实验器材,连接好实物图二、实验方法和步骤,2.,把变阻器的滑片移到电阻值最大的一端。,3.,闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，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六组,U,、,I,值。,4.,断开开关，整理好器材。,2.把变阻器的滑片移到电阻值最大的一端。,方法一：公式法,改变,R,的值，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。,三、数据处理,方法一：公式法三、数据处理,E,I,短,方法二,:,图象法,E,I,r,=,短,E,U,轴截距等于电动势,E,在坐标纸上以,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。,R,是直线的斜率的绝对值,EI短方法二:图象法EIr=短EU在坐标纸上以I为横坐标，U,【,实验注意事项,】,(1),如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，,测量尽量迅速,。如果使用干电池，则选择内阻大些的、已使用过的电池。,(2),不要将,I,调得过大，每次读完,U,、,I,读数立即断电。,【实验注意事项】,(3),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,),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,E,，图线的斜率的绝对值仍为内阻,r,。,(3)画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得,选修-实验-测定电池的电动势和内阻-含视频-课件,四,误差分析,1.,偶然误差,:,主要来源于电压表和电流表的读数以及作,U,-,I,图像时描点不是很准确。,2.,系统误差,:,系统误差来源于未计电压表分流,近似地将电流表的示数看作干路电流。实际上电流表的示数比干路电流略小。,怎样理解？,四误差分析怎样理解？,系统误差分析：,如果由实验得到的数据作出甲图中实线,(a),所示的图象，那么考虑到电压表的分流后,得到的,UI,图象应是图中的虚线,(b),由此可见,按乙图所示的实验电路测出的电源电动势,E,测,E,真,电源内电阻,r,测,r,真,。,甲,乙,系统误差分析：如果由实验得到的数据作出甲图中实线(a)所示的,说明,:,外电路短路时,电流表的示数,(,即干路电流的测量值,)I,测,等于干路电流的真实值,所以图中,(a)(b),两图线交于短路电流处。当路端电压,(,即电压表示数,),为,U,1,时,由于电流表示数,I,1,测,小于干路电流,I,1,真,所以,(a)(b),两图线出现了甲图所示的差异。,说明:外电路短路时,电流表的示数(即干路电流的测量值)I,选修-实验-测定电池的电动势和内阻-含视频-课件,选修-实验-测定电池的电动势和内阻-含视频-课件,1.,用伏安法测定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,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,C,根据实验记录的数据作,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,D.,出于安全的考虑，在选择电表时，量程越大越好,D,1.用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中,2.,(,多选,),在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的,（）,A.,一只电流表和一个滑动变阻器,B.,一只电流表和一只电压表,C.,一只电流表和一个电阻箱,D.,一只电压表和一个电阻箱,ACD,2.(多选)在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关,E r,A,R,1,R,2,3.,如图所示的电路中，,R,1,、,R,2,为标准电阻，测定电源,的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则,电动势的测量值,真实值，内阻的测量,值,，产生误差的原因是,。,等于,偏大,电流表有内阻,E rAR1 R23.如图所示的电路中，R1、R2为标准电阻,4.(2015,江苏高考,),小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。,(1),图中电流表的示数为,A,。,4.(2015江苏高考)小明利用如图所示的实验装置测量一干,(2),调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下,:,请根据表中的数据,在方格纸上作出,U-I,图线。,U/V,1.45,1.36,1.27,1.16,1.06,I/A,0.12,0.20,0.28,0.36,0.44,由图线求得,:,电动势,E=,V;,内阻,r=,。,(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:U/V1,(3),实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为,_,。,【,解析,】(1),电流表使用的量程为,0,0.6 A,所以电流表读数为,0.44 A,。,(2),描点连线得到,U-I,图像,如图所示,(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一,根据,E=U+Ir,图像中纵截距为电动势,所以,E=1.60 V(1.58,1.62,都算对,),斜率为内阻,所以,r=1.2(1.18,1.26,都算对,),。,(3),干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。,答案,:(1)0.44,(2)U-I,图像见解析,1.60(1.58,1.62,都算对,),1.2(1.18,1.26,都算对,),(3),干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大,根据E=U+Ir,图像中纵截距为电动势,所以E=1.60 V,5.,在本节实验中，一位同学记录了如下表数据,次数,物理量,1,2,3,4,5,6,电流,I,(A),0.12,0.20,0.31,0.32,0.44,0.57,电压,U,(V),1.37,1.32,1.24,1.18,1.13,1.05,5.在本节实验中，一位同学记录了如下表数据次数1234,(1),根据数据选定下列供选用仪器的量程：,直流电流表,(0,0.6 A,挡,),，,(0,3 A,挡,),；,直流电压表,(0,3 V,挡,),，,(0,15 V,挡,),；,滑动变阻器,(0,10,，允许最大电流为,1.00 A),；,滑动变阻器,(0,1 000,，允许最大电流为,0.60 A),。,(1)根据数据选定下列供选用仪器的量程：,(2),根据数据在下列所给的坐标纸上作,U,I,图线，,并根据图线求出,E,和,r,。,0,【,解题关键,】U-I,图像的纵轴起点不是,0,，求解斜率要注意，横轴截距也不是短路电流。,(2)根据数据在下列所给的坐标纸上作UI图线，0【解题关键,【,解析,】,(1),根据记录数据和电流、电压有效数字位数，电流表选,0.6 A,量程，电压表选,3V,量程，变阻器选择,0,10,。,(2)U-I,图像如图，由图线知,E=1.45V,【解析】(1)根据记录数据和电流、电压有效数字位数，电流表,只有一条路不能选择,那就是放弃的路；,只有一条路不能拒绝,那就是成长的路。,只有一条路不能选择那就是放弃的路；,