测定电池的电动势和内阻(公开课)通用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,测定电源电动势和内阻,复习回顾：,2,、,电源电动势与内、外电压关系,1,、,闭合电路欧姆定律,E,I,短,（,2,）图象在横轴上的截距为短路电流,I,短,（,U=0,）,（,3,）图象斜率的绝对值为电源内阻,（,I,=0,）,I/,A,U/,V,0,（,1,）图象在纵轴上的截距为电源的电动势,E,由,U,=,E-Ir,可知，,U,是,I,的一次函数。,1,、,给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。,A,V,S,R,原理：,E=U+Ir,思考,2,、,给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。,E=I,1,(R,1,+r),E=I,2,(R,2,+r),A,R,K,原理：,E=I,（,R+r),3,、,给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。,V,R,K,原理：,E=U+,U,R,r,V,R,2,V,R,1,A,A,R,1,R,2,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,1,、,基本原理,2,、,实验基本电路,用电流表、电压表与滑动变阻器,A,V,甲,：路端电压,只要测出几组（至少两组）,U,、,I,值就可求出,E,、,r,闭合电路的欧姆定律：,r,A,V,乙,：通过电源的电流,真实值,测量值,误差分析：,0,E=U+Ir,E,测,E,真,r,测,r,真,E,测,3,、系统误差原因分析,r,测,r,真,A,V,甲,A,V,乙,E,测,E,真,E,测,=E,真,.,.,-,.,.,.,I,U,.,.,.,.,I,U,0,0,仪器选择：,电流表：,0,0.6A,电压表,:,0,3V,滑动变阻器,:,由测量电流确定，一般电流在,0.2A-0.4A,选用阻值较小的，便于调节,实验时采用甲图所示电路误差较小,v,A,实验电路及其实物连线图,返回,甲,4,、实验数据处理,把所测量的数据代入,U=EIr,，,计算出 ，,同理，把其它几组,r,2,、,r,3,、,E,2,、,E,3,算出来，,用公式，,即为所测电源的电动势和内阻。,平均值法,图象法,E,I,短,（,1,）图象在纵轴上的截距为电源的电动势,E,（,2,）图象在横轴上的截距为短路电流,I,短,（,U=0,）,（,3,）图象斜率的绝对值为电源内阻,U,0,由,U,=,E-Ir,可知，,U,是,I,的一次函数。,（,I,=0,）,I/,A,U/,V,0,图象在横轴上的截距还是短路电流吗？,讨论,:,将图线延长,与横纵轴的交点各代表什么情况,?,0,1.5,1.0,0.8,0.4,0.6,0.2,1.1,1.2,1.3,1.4,U,I,不考虑,在坐标纸上以电流,I,为横轴，路端电压,U,为纵轴，描点连线画出,U-I,图线，并延长,U-I,图线与坐标轴相交，,（,1,）图线跟纵轴的交点即为电动势,E,的值；,（,2,）图线斜率的绝对值即为内阻的值。,I/,A,U/,V,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,1.1,1.2,1.4,1.3,丙,1.5,U/,V,0,0.5,1.0,1.5,I/,A,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,*,*,*,*,*,*,甲,I/,A,乙,0.5,1.0,1.5,U/,V,0.2,0.3,0.4,0.5,0,0.1,0,课堂小结,U-I,法,:,I-,R,法：,U-R,法,：,A,R,s,V,R,s,E=I,1,(R,1,+r),E=I,2,(R,2,+r),E,测,E,真,E,测,E,真,A,V,乙,A,V,甲,E,测,=E,真,E,测,=E,真,r,测,r,真,r,测,r,真,r,测,r,真,四、重要注意事项,（,1,）本实验在电键闭合前，变阻器滑片位置,（,2,）使用旧电池,（,3,）实验中将电流不要太大，每次读完数后立即断电,（,4,）画,U-I,图，描点连线时，应使图线通过尽可能多,的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，,偏离直线太远的点可舍去。,（,5,）画,U-I,图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，,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,),U/,I/,例,1.,一位同学记录的,6,组数据见表。试根据这些数据在下图中画出,UI,图线，并根据图线读出电池的电动势,E,=,，电池的内阻,r=,.,I(A),U(V),0.12,1.37,0.20,1.32,0.31,1.24,0.35,1.20,0.50,1.10,0.57,1.05,1.48,0.76,E r,A,R,1,R,2,例,2.,如图示的电路中，,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,真实值，产生误差的原因是,。,等于,偏大,电流表有内阻,练习,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,C D,E=I,1,（,R,1,+R,A,+r,）,E=I,2,（,R,2,+R,A,+r,）,例,3,.,如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，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；,v,A,解：,E=U+Ir,，,I=(I,A,+U/R,V,),，,由于电压表的分流作用，对于每个电压值,U,1,，测得的电流,I,A,小于总电流,I,1,，,U,越大，,I,A,跟,I,1,相差越大，画出的图线应为实线所示：,U,I,U,1,I,A,I,1,所以内电阻的测量值小于真实值。,C,（,8,分）现有器材：量程为,10.0mA,、内阻约,30-40,的电流表一个，定值电阻,R,1,=150,，定值电阻,R,2,=100,，单刀单掷开关,K,，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约,1.5V,）的电动势。,（,1,）按要求在实物图上连线。,（,2,）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为,=,，式中各直接测得量的意义是：,.,2002,年河南高考,12,、,R,1,R,2,R,1,R,2,（,1,）连图：左图只用,R,1,接入电路；右图用,R,1,和,R,2,串联接入电路。,（,2,）,I,1,是外电阻为,R,1,时的电流，,I,2,是外电阻为,R,1,和,R,2,串联时的电流,.,测量原理,：,m,A,R,1,m,A,R,2,R,1,E=I,1,（,R,1,+R,g,+r,）,E=I,2,（,R,1,+R,2,+R,g,+r,）,联立 解得,注意,：若只用,R,2,接在电路中，则电流将超过电,流表的量程，所以用,R,1,和,R,2,串联接入电路。,解答,：,练习,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,，电压表,(0-3V,3k),电流表,(0-0.6A,1.0),滑动变阻器有,R,1,(10 2A),和,R,2,(100 0.1A),各一只,;,(1),实验中滑动变阻器应选用,(,选填,R,1,或,R,2,).,(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=,.,1.5,0 0.1 0.2 0.3 0.4,0.9,1.1,1.3,1.2,1.0,0.8,1.4,I/A,U/V,V,A,图甲,图乙,R,1,1.50,图线的斜率为,0.7/0.37=1.85 r=1.85-R,A,=0.85,0.85,二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式,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，,测定电源的电动势和内电阻。如何测？,（,1,）电路如图所示：,A,（,2,）主要步骤,改变电阻箱阻值,R,，测出对应的电流,I,由（,E=I,1,R,1,+I,1,r,，,E=I,2,R,2,+I,2,r,）,得：,若能测出多组,I,、,R,值，以,R,为纵坐标，,为横坐标，作出 图象，由于,，,可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距,r,，图线的斜率,E=tg,。,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？,（,1,）电路如图所示,V,1/I,R,-r,（,2,）主要步骤,改变电阻箱阻值,R,，测出对应的电压,U,由 ，,求出电源的电动势和内阻,1/U,1/R,0,0,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？,（,2,）主要步骤：,（,3,）电源电动势和内阻：,闭合,K,1,、,K,2,，,记下电压表读数,U,2,（,1,）电路如图所示：,断开,K,2,、闭合,K,1,，,记下电压表读数,U,1,E=U,1,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）。,要求：画出实验电路图,简要写出完成接线后的实验步骤,写出需测量的量，计算电源内阻的表达式,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要步骤：,断开,K,2,、闭合,K,1,，,记下电压表偏转格数,N,1,闭合,K,1,、,K,2,，,记下电压表偏转格数,N,2,（,3,）电源内阻：,变式五有两只伏特表,V1,和,V2,，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）,要求：画出测量时所用的电路图,以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式,（,1,）电路如图所示：,S1,V1,S2,V2,（,2,）主要步骤：,闭合,S,1,、,S,2,，记下,V,1,的读数,U,1,，,则,由上两式可得：,闭合,S,1,、断开,S,2,，记下,V,1,的读数 ，,V,2,的读数,U,2,，则,