第2章恒定电流第9节实验-测定电池的电动势和内阻.ppt

第九节　实验：测定电池的电动势和内阻;学习目标：1.了解并掌握测定电池的电动势与内阻的原理． 2．掌握实验方法，并学会处理实验数据． 重点难点：掌握实验原理，合理处理实验数据． 易错问题：数据处理．;一、实验目的 1．进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用． 2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻． 3．学会利用图象处理实验数据．;二、实验原理 1．原理图如图2－9－1所示．;2．原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r. 即 联立求解可得 ;三、实验器材 被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等．;四、实验步骤 1．确定电流表、电压表的量程，按图2－9－1所示电路把器材连接好，如图2－9－2所示． 图2－9－2;2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大． 3．闭合电键，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几组I和U的值． 4．断开电键，整理好器材． 5．数据处理：用原理中的方法计算或从U－I图象中找出E和r.;一、测量数据处理方法 1．代数法：运用解方程组求解E和r. 为了减小实验的偶然误差，应该利用U，I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值．;2．图象法 对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I，U－I图象应该是一条直线，这条直线与纵轴的交点表示电源的电动势，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻．;二、注意事项 1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大一些，实验中不要将I调得过大；读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化． 2．在画U－I图象时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去，这样可减小偶然误差，提高测量精确度．;3．干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图2－9－3甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．此时图线与横轴交点不表示短路电流，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝ 计算出电池的内阻r.; 图2－9－3;三、误差分析 造成误差的主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些．U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大．作图不准确会造成偶然误差．采用课本图2.9－1电路时E测E真，r测r真，如图2－9－4所示．;四、测电源E、r的几种方法与电路连接;主要仪器; (2010年常熟高二检测)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.0 Ω) B．电流表G(满偏电流Ig＝3 mA，内阻Rg＝10 Ω);C．电流表A(0～0.6 A，内阻0.1 Ω) D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A) E．滑动变阻器R2(0～200 Ω，1 A) F．定值电阻R0(990 Ω) G．开关和导线若干;(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图2－9－5甲中的a、b两个参考实验电路．其中合理的是图________所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能较准确的进行测量，滑动变阻器应选________(填写器材的字母代号)． (2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可得被测电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.;图2－9－5;【解析】　(1)电路a中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0.6×990.1 V≈594 V，而电源电动势仅约为1.5 V，所以电路a不合理，电路b合理，电源的内阻较小，又滑动变阻器采用限流式改变电路，所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便．;(2)根据实验原理可知电流表G的读数乘以(10＋990)Ω，即为电路的路端电压，所以图线在纵轴上的截距乘以(10＋990)Ω＝1 000 Ω，可得电源电动势E＝1.48×10－3×1 000 V＝1.48 V；从图线上取两点得电池的内阻 ;【答案】　(1)b　D　(2)1.48(1.47～1.49均正确) 0．8(0.78～0.82均正确); (2009年高考海南卷)图2－9－6甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10