实验测电源电动势和内阻.pptx

测电源的电动势和内阻 单位：合肥七中高二物理组 实验专题： 授课教师：李礎楚 实验目的 (1)掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法及误差分析。 (2)学会用图像法处理数据。 实验原理 E=U+Ir 通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的路端电压（伏特表读数）、总电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。 闭合电路欧姆定律： 1.代数法: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。 ｛ 得出： 实验数据处理 减少实验误差：多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值. E= U1+ I1r E= U4+ I4r E= U2+ I2r E= U5+ I5r E= U3+ I3r E= U6+ I6r 1.代数法: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。 实验数据处理 实验数据处理 2.图象法:根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir 作出电源的特性曲线：U=E-r∙I。 I U A B 电动势E 短路电流I短 纵坐标可以不从0开始 O 【特别提醒】　如果实验中选用电池的内阻较小，则U的变化较小，此时坐标图中的数据点呈下图甲所示的状况，下面大部分空间得不到利用，为此可使坐标轴不从零开始如下图乙所示，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．通常实验选择老电池或者水果电池。 1、系统误差是由于电压表的分流引起。 误差分析 ①当U=0时，IV=0，短路电流测量值等于真实值． ②当U≠0时，I真I测 真实值 结论：E真E测 r真r测 E真 E测 2、等效电源法 误差分析 结论：E真E测=U r真r测=R并 思考：为什么实验不使用右图的电路测量？ 初步变形 1、系统误差是由于电流表的分压引起。 真实值 误差分析 U真=UA＋U测= IRA+U测 ①当I=0时，UA=0，电压表测量值等于真实值。 ②当I≠0时，U真U测 U真 结论：E真=E测 r真 r测 误差分析 2、等效电源法 结论：E真=E测 r真r测=RA+r真 【特别提醒】实验采用本电路测量时，虽然电动势测量准确，但电阻误差过大，所以通常不用。但若电流表内阻已知，即可获得电源内阻的准确值。r真=r测-RA 例1：用右图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： （a）电流表（量程0.6A、3A）； （b）电压表（量程3V、15V）； （c）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）； （d）定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）； （e）滑动变阻器（阻值范围0~10Ω、额定电流2A）； （f）滑动变阻器（阻值范围0~100Ω、额定电流1A)。 ⑴要正确完成实验，电压表的量程应选择____V，电流表的量程应选择____A；R0应选择_____Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是______Ω的滑动变阻器。 ⑵引起该实验系统误差的主要原因是______________________。 实战演练 答案：（1）3，0.6，1，0～10． （2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小． 实验拓展一 1.利用电阻箱和电流表测电源电动势和内阻 通过实验可测得电阻箱电阻R，电流表读数I “化曲为直” 例2：利用如图a所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出 图线如图b所示，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，不计电流表内阻，由此可以得到E= V，r= Ω. 解：由闭合电路欧姆定律 由图象得k=0.5/V ，截距b=0.5/A 答案：2；1 练1：某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用）、一只电流表（量程Ig=0.6A，内阻rg=0.1Ω）和若干导线。 ①请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图中器件的连接方式，画线把它们连接起来。 实战演练 ②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录。当电阻箱的阻值R=2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数，再制作坐标图，如图6所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点。请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6上。 ③在图6上把描绘出的坐标点连成图线。 ④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=_____V，内电阻r=_____Ω。 截距的绝对值=r -2 斜率k=E 斜率k