第二章第節(jié)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

恒定電流第二章E-mail:ncyztyjs@163.com選修3—1南昌一中物理組：xjm2012.10.31第10節(jié)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一、實(shí)驗(yàn)方案

方案一：伏安法

用電壓表、電流表加一個(gè)可變電阻（如滑動(dòng)變阻器），就能測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。測(cè)出兩組_______值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。原理公式：_________。VSRA方案一U、IE=U+IrE=U1+I1rE=U2+I2rE=I1U2－I2U1I1－I2r=U2－U1I1－I2→實(shí)驗(yàn)方案

方案二：安阻法

用電流表、電阻箱測(cè)量。測(cè)出兩組_______值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。原理公式：___________。方案二RESArI、RE=IR+IrR1R2A12ErSER=I－r

方案三：伏阻法

用電壓表、電阻箱測(cè)量。測(cè)出兩組_______值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

原理公式：_____________。方案三RESVrU、RRUrUE+=R1R212ErSV→實(shí)驗(yàn)方案二、（U－I法）電路和器材的選擇

1、電路選擇及誤差分析AVS甲R(shí)AVS乙R

甲圖：誤差來(lái)源于電壓表的分流作用。U真=U測(cè)RVUI測(cè)I真+=E=U+IrIUO測(cè)量值E測(cè)真實(shí)值E真E測(cè)＜E真r測(cè)＜r真適宜測(cè)小內(nèi)阻電源。二、（U－I法）電路和器材的選擇

1、電路選擇及誤差分析AVS甲R(shí)AVS乙R

乙圖：誤差來(lái)源于電流表的分壓作用。E=U+IrU真=U測(cè)+IRAI真=I測(cè)IUO測(cè)量值E測(cè)真實(shí)值E真E測(cè)=Er測(cè)=r＋RA＞r適宜測(cè)大內(nèi)阻電源。電源內(nèi)阻較小時(shí)，圖乙內(nèi)阻的測(cè)量誤差很大；應(yīng)采用甲圖電路測(cè)量E、r?！鰞x器的選擇

電路設(shè)計(jì)的三個(gè)基本原則：安全性、精確性和可操作性原則.

1．電流表和電壓表的選擇？（選電流表或者電壓表實(shí)際上就是選量程.）

選量程有二條原則：①不要超過(guò)量程；②務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般取滿偏度的2/3），電表達(dá)不到滿偏的1/3是不允許的.

2．滑動(dòng)變阻器的選擇

既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，當(dāng)其阻值大于用電器的阻值時(shí)用限流電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便；當(dāng)其阻值小于用電器的電阻時(shí)用分壓電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便．2、器材選擇：被測(cè)干電池：內(nèi)阻較大安培表（0~0.6A）伏特表（0~3V）滑動(dòng)變阻器：——選用阻值較小的，最大阻值10~20ΩSRAV電鍵和導(dǎo)線三、實(shí)驗(yàn)步驟

1、按原理圖連接實(shí)物圖AVS甲R(shí)

2、在電鍵閉合前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大位置處。→實(shí)驗(yàn)步驟

1、按原理圖連接實(shí)物圖AVS甲R(shí)

3、閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表的讀數(shù)有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測(cè)量并記錄幾組U、I值。

4、斷開(kāi)電鍵，整理好器材。四、數(shù)據(jù)處理AVS甲R(shí)

方法一：公式法

改變R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測(cè)量幾次I、U的值，算出E、r取平均值。E=U1+I1rE=U2+I2rE=I1U2－I2U1I1－I2r=U2－U1I1－I2☆、數(shù)據(jù)處理

方法二：圖象法

示例1：一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見(jiàn)表。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中畫(huà)出U﹣I圖線，并根據(jù)圖線讀出電池的電動(dòng)勢(shì)E=____，電池的內(nèi)阻r=____Ω.I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.05U/I/······E等于U軸截距1.48Vr等于直線的斜率的絕對(duì)值.0.74五、注意事項(xiàng)

1、本實(shí)驗(yàn)在電鍵閉合前，變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大位置處.

2、使用內(nèi)阻較大一些的舊電池.在實(shí)驗(yàn)中不要將電流調(diào)得太大，每次讀完數(shù)后立即斷電，以免使電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻發(fā)生變化.

3、要測(cè)出6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大一些.

4、畫(huà)U-I圖線時(shí)，應(yīng)使圖線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去.注意事項(xiàng)(1)電池的選擇:為使實(shí)驗(yàn)中U隨I的變化明顯，應(yīng)選用內(nèi)阻較大的電池，可以用舊些的干電池，但過(guò)舊的電池雖然內(nèi)阻大，但電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定，也不宜使用.(2)防止電池極化:電路中的電流較大時(shí)電池極化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)勢(shì)明顯下降和內(nèi)阻明顯增大.因此通電時(shí)間越短越好，讀完數(shù)據(jù)立即切斷電源，要特別注意測(cè)量時(shí)絕不允許負(fù)載短路.注意事項(xiàng)(3)作U-I圖象時(shí)的注意點(diǎn):用作圖法時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)在幾歐至幾十歐的較大范圍內(nèi)變化，使各組數(shù)據(jù)差別大些，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要多取幾組，由于讀數(shù)等偶然誤差的存在，描出的點(diǎn)不完全在同一直線上,【示例2】：在榨用伏概安法詳測(cè)電胸池的唉電動(dòng)維勢(shì)和泡內(nèi)電可阻的胳實(shí)驗(yàn)陳中，恢下列霉注意隱事項(xiàng)肆中錯(cuò)榆誤的唯是（概）A．應(yīng)闊選用滲舊的店干電給池作喚為被浴測(cè)電柴源，叢以使淘電壓幸表示怨數(shù)的枕變化香比較蠢明顯B．應(yīng)未選用仙內(nèi)阻遮較小告的電致壓表摸和電削流表C．移寨動(dòng)滑美動(dòng)變涼阻器索的滑恭片時(shí)啟，不襯能使田滑動(dòng)弊變阻磨器短域路造孤成電許流表缸過(guò)載D．根斯據(jù)實(shí)頑驗(yàn)記參錄的伶數(shù)據(jù)飄作U－I圖象遵時(shí)，申應(yīng)通躲過(guò)盡遮可能農(nóng)多的貍點(diǎn)畫(huà)旁一條役直線闖，并蛛使不紋在直雁線上攔的點(diǎn)草大致學(xué)均勻驚分布啊在直腿線兩伍側(cè)【解析】：選B.該實(shí)缸驗(yàn)電問(wèn)流表魚(yú)的內(nèi)哲阻對(duì)棉實(shí)驗(yàn)放沒(méi)有嘉影響艦，電嗚壓表跨的內(nèi)彼阻對(duì)扶實(shí)驗(yàn)村有影夸響，潤(rùn)電壓畏表的貧內(nèi)阻座越大辨，實(shí)耀驗(yàn)的錢(qián)誤差傘越小搜，故蠅應(yīng)選脊內(nèi)阻捆較大暮的電箏壓表盲．B“測(cè)揉定電大池的兆電動(dòng)冊(cè)勢(shì)和范內(nèi)阻明”注意薯事項(xiàng)【習(xí)題1】（09浩·安徽）用嗓如圖偽所示圍的電過(guò)路，鏡測(cè)定倉(cāng)一節(jié)朗干電碰池的儀電動(dòng)訴勢(shì)和鼠內(nèi)阻沖。電笨池的么內(nèi)阻壇較小牛，為減了防適止在罰調(diào)節(jié)緞滑動(dòng)流變阻億器時(shí)宵造成文短路休，電宴路中鉆用一憑個(gè)定抓值電那阻R0起?？谱o(hù)作值用。阻除電啊池、裹開(kāi)關(guān)重和導(dǎo)懲線外家，可脂供使連用的春實(shí)驗(yàn)臭器材嶄還有險(xiǎn)：(a胸)電流估表(量程0.炮6A、3A滋)；(b夸)電壓景表(量程3盞V、15薯V)；(c方)定值儀電阻(阻值1Ω、額節(jié)定功各率5廚W)；(d獅)定值廢電阻(阻值10文Ω，額并定功族率10縫W)；(e音)滑動(dòng)份變阻齡器(阻值竭范圍0～10狼Ω、額動(dòng)定電及流2A戀)(f叫)滑動(dòng)乎變阻航器(阻值班范圍0～10絨0踐Ω、額展定電揀流1A病)那么(1層)要正扎確完姑成實(shí)姨驗(yàn)，救電壓浴表的劑量程遍應(yīng)選闊擇__族_V，電紀(jì)流表幣的量醉程應(yīng)理選擇__擱__拘A；R0應(yīng)選向擇__駐_Ω的定切值電希阻，R應(yīng)選料擇營(yíng)阻值章范圍帆是__營(yíng)__盆__悟_Ω的滑憑動(dòng)變徑阻器落。(2飼)引起饑該實(shí)碧驗(yàn)系靜統(tǒng)誤丈差的弱主要懷原因膠是__殃__黑__凱__篩__窩__寧__稼_?？键c(diǎn)算一：哈實(shí)驗(yàn)持的理宴解和高應(yīng)用30.列610～10電壓姿表的軟分流考點(diǎn)韻一：肚實(shí)驗(yàn)錢(qián)的理貝解和毒應(yīng)用【解析】：由于飛電源告是一孔節(jié)干馳電池(1胃.5貌V垃)，所偉以選模量程甘為3V的電拴壓表急；估算味電流涌時(shí)，躬考慮轎到干懲電池風(fēng)的內(nèi)尸阻一材般幾偉歐左鄰右，寶加上儲(chǔ)保護(hù)乓電阻忽，最仇大電襲流在0.童5糞A左右錘，所振以選脹量程知為0.臭6塌A的電石流表轎；電池途內(nèi)阻汁很小槳，保睬護(hù)電覺(jué)阻不剝宜太深大，歉否則烈會(huì)使身得電膜流表階、電運(yùn)壓表冊(cè)取值最范圍嘉小，側(cè)造成耍的誤煩差大蛾；滑倆動(dòng)變順阻器輩的最焦大阻蘿值一訓(xùn)般比活電池趟內(nèi)阻驗(yàn)大幾貧倍就霉好了炊，取0～10找Ω能很杜好地刺控制鈔電路冬中的奴電流落和電勤壓，銷(xiāo)若取0～10御0悲Ω會(huì)出映現(xiàn)開(kāi)視始幾返乎不亦變最攜后突深然變項(xiàng)化的加現(xiàn)象乳。關(guān)于慎系統(tǒng)悲誤差瘡一般環(huán)是由穿測(cè)量梯工具忽和所份用測(cè)執(zhí)量方跡法造鄭成的榨。本購(gòu)實(shí)驗(yàn)潑中由泉于電索壓表批的分梁流作類(lèi)用造紛成電夕流表戰(zhàn)讀數(shù)嫂總是說(shuō)比測(cè)匙量值棵小，蠢造成E測(cè)＜E真，r測(cè)＜r真?！玖?xí)題2】（20亭11改·四川）為翻測(cè)量綁一電脫源的晌電動(dòng)賢勢(shì)及訊內(nèi)阻執(zhí)，①猜在下測(cè)列三挖個(gè)電嘗壓表舌中選踏一個(gè)佩改裝討成量桐程為9V的電染壓表A．量衛(wèi)程為1V、內(nèi)怒阻大享約為1k司Ω的電詢壓表B．量饑程為2V、內(nèi)片阻大稀約為2k役Ω的電膛壓表C．量此程為3V、內(nèi)碧阻為3k章Ω的電巡壽壓選擇享電壓祝表__扛__貢__串聯(lián)__緊__劣__kΩ的電撞阻可姻以改然轉(zhuǎn)成膠量程全為9V的電伍壓表粉；【解析】：①V1、V2的內(nèi)庭阻不困確定珍，故怪應(yīng)選傾擇V3行改融裝，傍串聯(lián)序電阻R=俊6k叛ΩV36考點(diǎn)鋪二羞測(cè)電眾動(dòng)勢(shì)畏和內(nèi)專阻的置其他壩方法②利牽用一謠個(gè)電匪阻箱償、一鬼只開(kāi)變關(guān)、炮若干慰導(dǎo)線欄和改勒裝好奪的電雄壓表(此表飛用符咸號(hào)V1、V2或V3與一蘋(píng)個(gè)電雪阻串誦聯(lián)來(lái)片表示幫，且殃可視己為理忍想電辱壓表)，在務(wù)虛線俗框內(nèi)宜畫(huà)出搖測(cè)量鄙電源瓣電動(dòng)示勢(shì)及盲內(nèi)阻伍的實(shí)熟驗(yàn)原島理電攤路圖將．【解析】：②實(shí)驗(yàn)圾原理堤為：RUrUE+=③根凍據(jù)以裹上實(shí)西驗(yàn)原滔理電李路圖酬進(jìn)行等實(shí)驗(yàn)蛇，讀撒出電袋壓表纖示數(shù)凝為1.進(jìn)50激V時(shí)，肌電阻繭箱的勵(lì)阻值抹為15季.0圈Ω；電反壓表跌示數(shù)撫為2.拋00吉V時(shí)，紗電阻兆箱的紹阻值乞?yàn)?0給.0油Ω，則惕電源斃的電捷動(dòng)勢(shì)E＝__丈__胞__懸V，內(nèi)涼阻r＝__塞__化__詳Ω.107.岡5析：電壓展表示弦數(shù)為1.厲50客V時(shí)，臂路端早電壓馬為U1=4土.5夫0V，電悅阻箱松值為R1=1宜5.載0Ω；由閉嫂合電叉路歐拖姆定耳律，E=森U1+粱U1r/牢R1；電壓儉表示辟數(shù)為2.職00些V時(shí)，附路端繡電壓松為U2=6俗.0蹈0V，電愚阻箱反的阻富值為R2=4矩0.開(kāi)0Ω，由閉鼻合電勿路歐釋姆定姨律，E=膽U2+延U2r/端R2；聯(lián)立作解得E=楊7.市5V，r=全10倆Ω?！玖?xí)題3】某研烤究性概學(xué)習(xí)訊小組聾利用當(dāng)圖甲校所示薦電路李測(cè)量繩電池永組的揪電動(dòng)醉勢(shì)E和內(nèi)胞阻r．根婚據(jù)實(shí)賭驗(yàn)數(shù)胳據(jù)繪迫出如制圖乙沙所示霉的R-宇1/吧I圖線沒(méi)，其刃中R為電長(zhǎng)阻箱眨讀數(shù)蠻，I為電絮流表幼讀數(shù)端，由何此可經(jīng)以得樹(shù)到E=岔__帳_V，r=初_頓__盯Ω.考點(diǎn)體二毫測(cè)電頁(yè)動(dòng)勢(shì)允和內(nèi)非阻的四其他扮方法ARErS解析跑：E=臟I(虜R+擾r）R=置E價(jià)/I釣-語(yǔ)r在R～1/畫(huà)I圖線寨中，寧斜率烈等于誦電動(dòng)洲勢(shì)的失數(shù)值閉，E=占(1雷0+秒0.美9)綱/3霧.8壞=2涼.9推V2.杠90.燦9甲1103.01.02.0–202468R/Ω乙/AI截距調(diào)的絕驚對(duì)值璃等于拐內(nèi)阻石的數(shù)問(wèn)值,說(shuō)r破=0葡.9察Ω五、聯(lián)實(shí)驗(yàn)漁設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)金測(cè)E、r的其政它方暈法及晨對(duì)應(yīng)佛的誤仁差分紛析I-敏R法：（1）電藝路如治圖所俱示（2）主見(jiàn)要步如驟改變捐電阻敞箱阻斬值R，測(cè)呈出對(duì)菜應(yīng)的遍電流I由：E=雪I1R1+I1r，E=狡I2R2+I2r）求出遠(yuǎn)電源寬的電擁動(dòng)勢(shì)泳和內(nèi)惡阻誤差轎分析：未考費(fèi)慮電腫流表殺分壓逢，而債產(chǎn)生阻誤差陷．即獵電動(dòng)哲勢(shì)測(cè)既量值員等于縣真實(shí)搭值，兇而內(nèi)獅阻測(cè)拿量值吊大于寄真實(shí)籃值．若測(cè)恒出多灘組I、R值，障以R為縱蔥坐標(biāo)綁，1/壯I為橫玻坐標(biāo)宣，作住出R－1/添I圖象:由：E=IR夕+I責(zé)rEIrR－=可知守這條關(guān)圖線闖是直行線，康直線喘在縱勢(shì)軸的潮截距注（—r），徐圖線詞的斜舊率E=ta肝nα。→實(shí)戚驗(yàn)設(shè)韻計(jì)設(shè)計(jì)茅測(cè)E、r的其肅它方星法及條對(duì)應(yīng)黃的誤類(lèi)差分寄析U-綢R法：（1）電主路如貝圖所退示（2）主為要步議驟改變崗電阻蒸箱阻俊值R，測(cè)刑出對(duì)封應(yīng)的瓶電壓U。求出稀電源紛的電偶動(dòng)勢(shì)嗎和內(nèi)被阻誤差置分析：未考疊慮電對(duì)壓表性分流市而產(chǎn)沸生誤極差．窮即電界動(dòng)勢(shì)堡的測(cè)話量值羅小于雕真實(shí)晝值，壩內(nèi)阻御的測(cè)套量值拉小于陣真實(shí)穴值．根據(jù)雜測(cè)定舟的各霸組1/繼U、1/形R值在素坐標(biāo)每上描辣出位諸置，眉然后謎依據(jù)勤這些跳位置純作出1/踐U－1/漏R圖線植。①圖線候是一奴條直悟線；由摩，得詞：②斜率鉆是③縱軸劇截距唇是電薄動(dòng)勢(shì)律的倒腰數(shù)?！玖?xí)題1】：在夸測(cè)定果電源尖的電墊動(dòng)勢(shì)禾和內(nèi)子阻的央實(shí)驗(yàn)滿中，煮待測(cè)雁電池后、開(kāi)瓶關(guān)和鄭導(dǎo)線分配合供下列授哪組粱儀器姻，可曬以達(dá)盞到測(cè)胡定目胡的秒（庭）A.一只攻電流刺表和堅(jiān)一個(gè)艦滑動(dòng)規(guī)變阻故器B.一只怎電流喉表和誓一只機(jī)電壓繪表C.一只蓋電流起表和符一個(gè)練電阻譯箱D.一只尼電壓井表和雜一個(gè)黑電阻羽箱課堂干訓(xùn)練本：C棟DSRAV（伏要安法穴）RESAr（安開(kāi)阻法答）RESVr（伏慕阻法辣）【習(xí)題2】：如圖豪是測(cè)治量電失源內(nèi)經(jīng)電阻逼的電罵路，泰下列吊關(guān)于殺誤差枕的說(shuō)我法，饒正確啦的是焦（）A款.由于恢電流礙表的蜂分壓益作用奏，使券內(nèi)電驚阻的霞測(cè)量君值小蹦于真今實(shí)值B.由于葵電流指表的王分壓質(zhì)作用仆，使狹內(nèi)電雙阻的襪測(cè)量卻值大飲于真泛實(shí)值C.由于改電壓顫表的的分流田作用嗓，使母內(nèi)電倚阻的膏測(cè)量夏值小料于真絨實(shí)值D.由于菊電壓隆表的軟分流鼠作用鹽，使銹內(nèi)電補(bǔ)阻的障測(cè)量渾值大議于真兵實(shí)值SRAV解：E勸=袖U籍+Ir，I=升(IA+U睬/RV)，由于泛電壓鋪表的嗽分流刺作用鎮(zhèn)，對(duì)賭于每辦個(gè)電厚壓值U1，測(cè)得忘的電仁流IA小于架總電鄭流I1，U越大跪，IA跟I1相差碼越大檢，診畫(huà)出喂的圖引線應(yīng)織為實(shí)揪線所欠示：UIU1IAI1所以鍋內(nèi)電止阻的描測(cè)量掩值小煉于真戲?qū)嵵涤?。C【習(xí)題3】：（20缺10掩·廣東秧）某岔同學(xué)悼利用勞電壓構(gòu)表和拉電阻紡箱測(cè)厭定干報(bào)電池失的電際動(dòng)勢(shì)杯和內(nèi)勤阻，濫使用由的器亦材還拌包括粱定值溫電阻(R0＝5激Ω)一個(gè)殃，開(kāi)恥關(guān)兩歷個(gè)，宜導(dǎo)線獲若干飾，實(shí)蒙驗(yàn)原抱理圖善如圖(a煤)．①銳在圖(b販)的實(shí)軍物圖給中，女已正錢(qián)確連沫接了胞部分溝電路避，請(qǐng)叔完成愈余下離電路紀(jì)的連詠接．考點(diǎn)荷一：尊實(shí)驗(yàn)赤的理舊解和姜應(yīng)用（b）②請(qǐng)款完成漫下列蹤蝶主要程實(shí)驗(yàn)題