实验：电池电动势和内阻的测量-课件

实验,：电池电动势,和内阻的测量,外电路,内电路,由,导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。,1.,闭合,回路的组成,2.,闭合电路的,欧姆定律,（,1,）,内容：,闭合电路中的电流跟电源的电动势,成正比，跟,内、外电路的电阻之和成反比。,（,2,）,表达式：,（,3,）,适用范围：,外电路为纯电阻的闭合电路,3.,路端电压,跟负载的,关系,增大，电流减小，路端电压,增大,减小，电流增大，路端电压,减小,4.,路端电路与电流的关系,外电压,内电压,在横轴上的截距表示电源短路电流,图象斜率的绝对值表示电源的,内阻,在纵轴上的截距表示电源电动势,内阻越大，图线倾斜得越厉害,电流表,电压表,滑动,变阻器,闭合电路的欧姆定律：,1.,基本原理,：,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,路端电压,通过电源的电流,2.,实验基本,电路：,R,S,E,r,3.,数据记录：,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,实验次数,1,2,3,4,5,6,电压,U/V,电流,I/A,R,S,E,r,4.,数据处理：,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,实验次数,1,2,3,4,5,6,电压,U/V,电流,I/A,用任意两组数据代入,公式,，解,方程组可以求得电池的电动势和内阻。,若多取几组,数据，多,解几组,方程组，求,出,若干组,和,值，最后,求,平均值，可以,减小,误差,。,但是由于数据的偶然误差,大，使得,实验结果的误差可能很大。,方法一：解,方程组法,4.,数据处理：,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,实验次数,1,2,3,4,5,6,电压,U/V,电流,I/A,方法,二,：,图象法,轴,截距等于,电动势,是直线的斜率的绝对值,5.,注意,事项：,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,（,1,）电压表,、电流表要选择合适的,量程，使,测量时指针的偏角大,一些，减小,读数时的误差。,（,2,）,为了使电池的路端电压变化较,明显，电池,的内阻宜大些。也可以将一个定值电阻与电池串联在一起作为,电源，不过,要注意测量结果减去定值电阻才是电池内阻。,（,3,）,干电池在大电流放电,时，电动势,会明显,下降，内阻,会明显,增大，故,在实验,中，不要,将电流调得过,大，且,读取电表数据要,快，每次,读完立即断开电键。,（,4,）在画,图线（直线）时，要使尽可能多的点落在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等，个别偏离直线较远的点应舍去。求,r,时,选取直线上相距较远的两点求斜率可以减小误差,。,5.,注意,事项：,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,（,5,）,由于电池的内阻,一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，这时直线与横轴的交点不再是短路电流，但斜率的绝对值仍然还是电源的内阻,。所以求内阻的一般表达式应该是,。,（,6,）,电阻,的伏安特性曲线中，,与,成正比，前提是,保持一定,。,电源的,图线,的纵坐标是路端电压，它反映的是,：,、,不变,，外电阻,改变，电流,增大，,路端电压,将,随之减小，,与,成,线性关系,，,也就是说,它所反映的是电源的,性质，所以,也叫电源的外特性曲线。,6.,误差分析：,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,（,1,）,偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作,图象时描点不是很准确。,（,2,）,系统误差：选用电路图时，实验电路中的电流表也有内接法和外接法之分，两种方式测量都会带来误差,。,外,6.,误差分析：,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,内接法（安培表内接在并联电路之内的电路）,作,图线如图实线示（测量值,）,可见,越大,，,越大,，,差值,（,I,实,I,A,）,就,越,大,；,U,=0,时,，,差值,（,I,实,I,A,）,也,为,0,，,E,测,E,真,，,r,测,r,真,真实的,图线,如图虚线所示：,该电路适用于电源内阻很大的,情况,I,E,I,U,V,U,I,测短,O,U,路,I,真短,6.,误差分析：,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,要,想测出电池的内阻，如果采用外接,法，,将电流表的内阻,与电源的内阻,合并为,，,则可以不计电流表的分压作用。最后测到的结果是相当于电池内阻与电流表内阻的总和,，而两者相差又不太多，这样一来误差就会比较,大,。,为了减小,系统误差，所,选用的,电压表的内阻应该大一些,。,所以,应,采用,内接,法,。,外,变式一 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？,二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式,（,1,）电路如图所示：,改变,电阻箱阻值,，测出,对应的电流,，,由,（,E,=,+,r,，,E=,+,r,）,（,2,）主要,步骤：,得,：,变式一 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？,二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式,（,1,）电路如图所示：,（,3,）数据处理：,若能测出多组,值，以,为纵坐标,，,为,横坐标，作出,图象,，可知,这条图线是直线，直线在纵轴的截距,，图线的斜率,。,1/,I,R,r,0,变式二 实验中除了待测电源和电键导线外，只有电阻箱和电压表，如何测？,二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要,步骤：,改变,电阻箱阻值,，测出,对应的电压,由：,求,出电源的电动势和内阻,变式三 今有一个阻值为,5,的定值电阻，一个理想电压表（量程,大于,电源电动势），开关,及,导线,若干，能否测电源电动势和内阻？,二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要,步骤：,断开,、闭合,，记下,电压表读数,电源电动势和内阻：,闭合,、,，记下,电压表读数,变式四 今有一个阻值为,10,的定值电阻，一个电压表，开关和导线若干，电压表表盘上有,刻,度,但无刻度值。请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,压量程,大于电动势，电源内阻约为几欧）。,二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要,步骤：,断开,、闭合,，记下电压表偏转格,数,电源内阻,：,闭合,、,，记下,电压表偏转格数,变式五 有两只伏特表,V,1,和,V,2,，量程已知，内阻不知，另有一干电池，它的内阻不能忽略,，,但,大小未知。只有这两只伏特表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干,电,池,的电动势（已知电动势不超过伏特表的量程）,二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要,步骤：,闭合,、,，,记下,读数,闭合,、断开,，,记下,读数,，,读数,，则：,，则：,由上两式可得：,