測定電池的電動勢和內(nèi)阻

1、復習回顧：復習回顧：2、電源電動勢與內(nèi)、外電壓關系電源電動勢與內(nèi)、外電壓關系1、閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律rREIEUUUIr外內(nèi)EI短短（2）圖象在橫軸上的截距為短路電流）圖象在橫軸上的截距為短路電流I短短（U=0）（3）圖象斜率的絕對值為電源內(nèi)阻）圖象斜率的絕對值為電源內(nèi)阻（I I=0=0）I/AU/V0 0（1）圖象在縱軸上的截距為電源的電動勢）圖象在縱軸上的截距為電源的電動勢ErUIEr短由由U =E -Ir 可知，可知，U U 是是I I 的一次函數(shù)。的一次函數(shù)。 1、給你一節(jié)使用過的干電池、一個滑動變阻給你一節(jié)使用過的干電池、一個滑動變阻器、一塊電流表、一塊電壓表、一個電鍵和

2、導線器、一塊電流表、一塊電壓表、一個電鍵和導線若干若干, ,如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻。如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻。1122EUI rEUI rAVSR原理：原理：E=U+IrE=U+Ir思考思考 2、給你一節(jié)使用過的干電池、一個變阻箱、給你一節(jié)使用過的干電池、一個變阻箱、一塊電流表、一個電鍵和導線若干一塊電流表、一個電鍵和導線若干, ,如何測量這如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻。節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻。 E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r)ARK原理：原理：E=IE=I（R+rR+r) ) 3、給你一節(jié)使用過的干電池、一個變阻箱、給你一節(jié)使用過的干電池、一個變阻箱、一塊電壓表、一

3、個電鍵和導線若干一塊電壓表、一個電鍵和導線若干, ,如何測量這節(jié)如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻。電池的電動勢和內(nèi)阻。VRKrRUUE222rRUUE111原理：原理：E=U+E=U+URrV VR2V VR1A AA AR1R2一、伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻實驗一、伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻實驗1 1、基本原理基本原理 2 2、實驗基本電路實驗基本電路 用電流表、電壓表與滑動變阻器用電流表、電壓表與滑動變阻器AV甲甲：路端電壓：路端電壓只要測出幾組（至少兩組）只要測出幾組（至少兩組）U U、I I值就可求出值就可求出E E、r r閉合電路的歐姆定律：閉合電路的歐姆定律：rAV乙乙：通過電源的電流：

4、通過電源的電流真實值真實值測量值測量值誤差分析：誤差分析：0E = U + IrE測測 E真真r 測測 r真真 E測測 3 3、系統(tǒng)誤差原因分析、系統(tǒng)誤差原因分析r 測測 r真真 AV甲AV乙E測測 E真真E測測 = E真真1U.2U-.真真E測測EIU1VI2VI1I2I1U.2U.測測EIU1AU2AU1I2I真真真真測測rRvRvrr真真真真測測ErRvRvEARrr真測真真測測EE 00 儀器選擇：儀器選擇：電流表：電流表：0 00.6A0.6A電壓表電壓表: :0 03V3V滑動變阻器滑動變阻器: :由測量電流確定，一般電流在由測量電流確定，一般電流在0.2A-0.4A,0.2A-0

5、.4A,選用阻值較小的，便于調(diào)節(jié)選用阻值較小的，便于調(diào)節(jié)實驗時采用甲圖所示電路誤差較小實驗時采用甲圖所示電路誤差較小vA實驗電路及其實物連線圖實驗電路及其實物連線圖返回返回甲4 4、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗數(shù)據(jù)處理2121211IIIUUIE 把所測量的數(shù)據(jù)代入把所測量的數(shù)據(jù)代入U = EIr， 計算出計算出 ， 21121IIUUr 同理，把其它幾組同理，把其它幾組 r2、r3、E2、E3算出來，算出來， 用公式，用公式， 即為所測電源的電動勢和內(nèi)阻。即為所測電源的電動勢和內(nèi)阻。3EEEE3213rrrr321 平均值法平均值法圖象法圖象法EI短短（1）圖象在縱軸上的截距為電源的電動勢）圖象在縱軸

6、上的截距為電源的電動勢E（2）圖象在橫軸上的截距為短路電流）圖象在橫軸上的截距為短路電流I短短（U=0）（3）圖象斜率的絕對值為電源內(nèi)阻）圖象斜率的絕對值為電源內(nèi)阻U0由由U =E -Ir 可知，可知，U U 是是I I 的一次函數(shù)。的一次函數(shù)。 （I I=0=0）rUIEr短I/AU/V0 0圖象在橫軸上的截距圖象在橫軸上的截距還是短路電流嗎？還是短路電流嗎？討論討論: :將圖線延長將圖線延長, ,與橫縱軸的交點各代表什么情況與橫縱軸的交點各代表什么情況? ?01.51.00.80.40.60.21.11.21.31.4UI不考慮在坐標紙上以電流在坐標紙上以電流I I 為橫軸，路端電壓為橫軸

7、，路端電壓U U 為縱軸，描點為縱軸，描點連線畫出連線畫出U-I U-I 圖線，并延長圖線，并延長U-I U-I 圖線與坐標軸相交，圖線與坐標軸相交，（1 1）圖線跟縱軸的交點即為電動勢）圖線跟縱軸的交點即為電動勢E E的值；的值；（2 2）圖線斜率的絕對值即為內(nèi)阻的值。）圖線斜率的絕對值即為內(nèi)阻的值。I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3丙丙1.5U/V00.51.01.5I/A0.10.20.30.40.5*甲甲I/A乙乙0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.10課堂小結課堂小結U-I法法: :I-R法：法：U-R法法：ARsVRs1122EUI

8、 rEUI r E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r)rRUUE222rRUUE111E測測 E真真E測測 E真真AV乙乙AV甲甲E測測 = E真真E測測 = E真真r 測測 r真真 r 測測 r真真 r 測測 r真真 四、重要注意事項四、重要注意事項（1 1）本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片位置）本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片位置（2 2）使用舊電池）使用舊電池（3 3）實驗中將電流不要太大，每次讀完數(shù)后立即斷電）實驗中將電流不要太大，每次讀完數(shù)后立即斷電（4 4）畫畫U-I U-I 圖，描點圖，描點連線時，應使圖線通過盡可能多連線時，應使圖線通過盡可能多 的點，使不在直線上的點均勻分布

9、在直線的兩側，的點，使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側， 偏離直線太遠的點可舍去。偏離直線太遠的點可舍去。（5 5）畫）畫U-I U-I 圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始， 橫坐標必須從橫坐標必須從0 0開始開始 ( (這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流) )U/I/例例1. 一位同學記錄的一位同學記錄的6組數(shù)據(jù)見表。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù)見表。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中畫出在下圖中畫出UI圖線，并根據(jù)圖線讀出電池的電動圖線，并根據(jù)圖線讀出電池的電動勢勢E= ，電池的內(nèi)阻，電池的內(nèi)阻 r = .I(A)U(V)0.121.370.

10、201.320.311.240.351.200.501.100.571.051.480.76E rAR1 R2 例例2. 如圖示的電路中，如圖示的電路中，R1 、R2為標為標準電阻，測定電源的電動勢和內(nèi)阻時，準電阻，測定電源的電動勢和內(nèi)阻時，如果偶然誤差可以忽略不計，則電動如果偶然誤差可以忽略不計，則電動勢的測量值勢的測量值 真實值，內(nèi)阻的測真實值，內(nèi)阻的測量值量值 真實值，產(chǎn)生誤差的原因真實值，產(chǎn)生誤差的原因是是 。等于等于偏大偏大電流表有內(nèi)阻電流表有內(nèi)阻練習練習 在測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，待測電池、開關和在測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，待測電池、開關和導線配合下列哪組儀器，可以達

11、到測定目的導線配合下列哪組儀器，可以達到測定目的 （ ）A. 一只電流表和一個滑動變阻器一只電流表和一個滑動變阻器 B. 一只電流表和一只電壓表一只電流表和一只電壓表C. 一只電流表和一個電阻箱一只電流表和一個電阻箱 D. 一只電壓表和一個電阻箱一只電壓表和一個電阻箱C DE=I1（R1+ RA+ r） E=I2（R2+ RA+ r） )R(RIIIIE122121真A211122RIIRIRIr真 例例3. 如圖是測量電源內(nèi)電阻的電路，下列關于誤差的說法，如圖是測量電源內(nèi)電阻的電路，下列關于誤差的說法，正確的是正確的是 ( )A .由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實由于電流表的分

12、壓作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實 值；值；B. 由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實值；由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實值；C. 由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實值；由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實值；D. 由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實值；由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實值； vA解：解： E = U + Ir ， I=(IA +U/RV) ，由于電壓表的分流由于電壓表的分流作用，對于每個電壓值作用，對于每個電壓值U1 ，測得的電流，測得的電流IA小于總電流小于總電流I1，U越大，越大，I A跟跟I1相差越大，

13、相差越大， 畫出的圖線應為實線所示：畫出的圖線應為實線所示：UIU1IAI1所以內(nèi)電阻的測量值小于真實值。所以內(nèi)電阻的測量值小于真實值。C （8分）現(xiàn)有器材：量程為分）現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻、內(nèi)阻約約30-40 的電流表一個，定值電阻的電流表一個，定值電阻R1=150，定值電阻，定值電阻R2=100 ，單刀單擲開關，單刀單擲開關K，導線若干。要求利用這些器，導線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約材測量一干電池（電動勢約1.5V）的電動勢。）的電動勢。（1）按要求在實物圖上連線。）按要求在實物圖上連線。（2） 用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式用已知量和直接測得量

14、表示的待測電動勢的表達式為為= ，式中各直接測得量的意義是：，式中各直接測得量的意義是： .2002年河南高考年河南高考12、R1 R2R1 R2 （1）連圖：左圖只用）連圖：左圖只用R1接入電路；右圖接入電路；右圖用用R1和和R2串聯(lián)接入電路。串聯(lián)接入電路。 22121RIIII（2） I1是外電阻為是外電阻為R1時的電流，時的電流， I2是外電阻為是外電阻為R1和和R2串聯(lián)時的電流串聯(lián)時的電流.測量原理測量原理：mAR1mAR2R1E=I1（R1+ Rg+ r） E=I2（ R1+ R2+ Rg+ r） 聯(lián)立聯(lián)立 解得解得22121RIIIIE注意注意：若只用：若只用R2接在電路中，則電流

15、將超過電接在電路中，則電流將超過電 流表的量程，所以用流表的量程，所以用 R1和和R2串聯(lián)接入電路。串聯(lián)接入電路。 解答解答：練習練習 某同學采用如圖甲所示的電路測定電源電動勢和某同學采用如圖甲所示的電路測定電源電動勢和內(nèi)阻，已知干電池的電動勢約為內(nèi)阻，已知干電池的電動勢約為1.5V1.5V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約11，電，電壓表壓表(0-3V,3k),(0-3V,3k),電流表電流表(0-0.6A,1.0),(0-0.6A,1.0),滑動變阻器滑動變阻器有有R R1 1(10 2A)(10 2A)和和 R R2 2(100 0.1A)(100 0.1A)各一只各一只; ;(1)(1)實驗中滑動變阻器

16、應選用實驗中滑動變阻器應選用 ( (選填選填R R1 1或或R R2 2).).(2)(2)在乙圖中用筆畫線代替導線連接實驗電路在乙圖中用筆畫線代替導線連接實驗電路. .(3)(3)在實驗中測得多組電壓和電流值在實驗中測得多組電壓和電流值, ,得到如圖丙所示的得到如圖丙所示的U-IU-I圖線圖線, ,由圖線可較準確求出該電源電動勢由圖線可較準確求出該電源電動勢E=E= V; V; 內(nèi)阻內(nèi)阻r=r= .1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA圖甲圖甲圖乙圖乙R11.50圖線的斜率為圖線的斜率為0.7/0.37=1.85 r=1.85-RA

17、=0.85 0.85二、電源電動勢與內(nèi)阻測量的基本情景變式二、電源電動勢與內(nèi)阻測量的基本情景變式變式一實驗中除了待測電池和電鍵導線外只有電阻箱和電流表，變式一實驗中除了待測電池和電鍵導線外只有電阻箱和電流表， 測定電源的電動勢和內(nèi)電阻。如何測？測定電源的電動勢和內(nèi)電阻。如何測？（1）電路如圖所示：）電路如圖所示：A（2）主要步驟）主要步驟改變電阻箱阻值改變電阻箱阻值R，測出對應的電流，測出對應的電流I由（由（ E = I1R1 + I1r， E = I2R2 + I2r ） 得：得： 211221II)R(RIIE211122IIRIRIr 若能測出多組若能測出多組I I、R R值，以值，以R

18、 R為縱坐標，為縱坐標， 為橫坐標，作出為橫坐標，作出 圖象，由于圖象，由于 ， 可知這條圖線是直線，直線在縱軸的截距可知這條圖線是直線，直線在縱軸的截距r r，圖線的斜率，圖線的斜率E=tgE=tg。I1I1RrIER變式二實驗中除了待測電源和電鍵導線外，只有電阻箱和電壓變式二實驗中除了待測電源和電鍵導線外，只有電阻箱和電壓 表，如何測？表，如何測？ （1）電路如圖所示）電路如圖所示V1/I1/IR-r-r（2）主要步驟）主要步驟 改變電阻箱阻值改變電阻箱阻值R，測出對應，測出對應的電壓的電壓U由由 ， 求出電源的電動勢和內(nèi)阻求出電源的電動勢和內(nèi)阻rRUUE111rRUUE2221/U1/R

19、00 111rUE ER變式三今有一個阻值為變式三今有一個阻值為55的定值電阻，一個理想電壓表的定值電阻，一個理想電壓表( (量程大量程大 于電源電動勢于電源電動勢) )，開關及導線若干，能否測電源電動勢和，開關及導線若干，能否測電源電動勢和 內(nèi)阻？內(nèi)阻？（2）主要步驟：）主要步驟：（3）電源電動勢和內(nèi)阻：）電源電動勢和內(nèi)阻：RUUUr221閉合閉合K1 、 K2 ，記下電壓表讀數(shù)記下電壓表讀數(shù)U2（1）電路如圖所示：）電路如圖所示： 斷開斷開K2、閉合、閉合K1，記下電壓表讀數(shù)記下電壓表讀數(shù)U1E=U1變式四今有一個阻值為變式四今有一個阻值為1010的定值電阻，一個電壓表，開關和導的定值電阻

20、，一個電壓表，開關和導 線若干，電壓表表盤上有刻度但無刻度值。請設計一個能線若干，電壓表表盤上有刻度但無刻度值。請設計一個能 測定某電源內(nèi)阻的實驗方案（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓測定某電源內(nèi)阻的實驗方案（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓 量程大于電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐）。量程大于電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐）。要求：要求： 畫出實驗電路圖畫出實驗電路圖 簡要寫出完成接線后的實驗步驟簡要寫出完成接線后的實驗步驟 寫出需測量的量，計算電源內(nèi)阻的表達式寫出需測量的量，計算電源內(nèi)阻的表達式 （1）電路如圖所示：）電路如圖所示： （2）主要步驟：）主要步驟：斷開斷開K2、閉合、閉合K1，記下電壓表偏轉格數(shù)記下電壓表

21、偏轉格數(shù)N1 閉合閉合K1 、 K2 ，記下電壓表偏轉格數(shù)記下電壓表偏轉格數(shù)N2 （3）電源內(nèi)阻：）電源內(nèi)阻：221221NNN10RNNNr 變式五有兩只伏特表變式五有兩只伏特表V1V1和和V2V2，量程已知，內(nèi)阻不知，另有一干，量程已知，內(nèi)阻不知，另有一干 電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但大小未知。只有這兩只伏特電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但大小未知。只有這兩只伏特 表，電鍵和連接導線若干，要求通過測量計算出干電池的表，電鍵和連接導線若干，要求通過測量計算出干電池的 電動勢（已知電動勢不超過伏特表的量程）電動勢（已知電動勢不超過伏特表的量程）要求：要求： 畫出測量時所用的電路圖畫出測量時所用的電路圖 以測量的量為已知量，導出計算電動勢的表達式以測量的量為已知量，導出計算電動勢的表達式 （1）電路如圖所示：）電路如圖所示：S1S1V1S2S2V2（2）主要步驟：