测定电池的电动势和内阻(公开课).ppt

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 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 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 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 R2 V R1 A R1 R2 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 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 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 E真 真实值 测量值 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 r测 r真 E测 E真 E测 E真 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 实验电路及其实物连线图 甲 4 实验数据处理 把所测量的数据代入U E Ir 计算出 同理 把其它几组r2 r3 E2 E3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 U0 由U E Ir可知 U是I的一次函数 I 0 讨论 将图线延长 与横纵轴的交点各代表什么情况 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 甲 0 课堂小结 U I法 I R法 U R法 E测 E真 E测 E真 E测 E真 E测 E真 r测 r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 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U I图线 并根据图线读出电池的电动势E 电池的内阻r 1 48 0 76 例2 如图示的电路中 R1 R2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 CD E I1 R1 RA r E I2 R2 RA 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 解 E U Ir I IA U RV 由于电压表的分流作用 对于每个电压值U1 测得的电流IA小于总电流I1 U越大 IA跟I1相差越大 画出的图线应为实线所示 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R1 150 定值电阻R2 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 1 连图 左图只用R1接入电路 右图用R1和R2串联接入电路 2 I1是外电阻为R1时的电流 I2是外电阻为R1和R2串联时的电流 测量原理 E I1 R1 Rg r E I2 R1 R2 Rg r 联立 解得 注意 若只用R2接在电路中 则电流将超过电流表的量程 所以用R1和R2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R1 10 2A 和R2 100 0 1A 各一只 1 实验中滑动变阻器应选用 选填R1或R2 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 R1 1 50 图线的斜率为0 7 0 37 1 85 r 1 85 RA 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 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 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 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K1 K2 记下电压表读数U2 1 电路如图所示 断开K2 闭合K1 记下电压表读数U1 E U1 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K2 闭合K1 记下电压表偏转格数N1 闭合K1 K2 记下电压表偏转格数N2 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 2 主要步骤 闭合S1 S2 记下V1的读数U1 则 由上两式可得 闭合S1 断开S2 记下V1的读数 V2的读数U2 则 变式六 判断下列电路能否测电源电动势和内阻 电表都是理想电表 变式七 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 滑线变阻器R 导线若干要求 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 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