第七章 實驗九 測定電源的電動勢和內(nèi)阻

第七章實驗九測定電源的電動勢和內(nèi)阻第1頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月考情案例導(dǎo)析實驗九測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗理論指導(dǎo)知能演練提升第2頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)掌握用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方

法；進(jìn)一步理解閉合電路歐姆定律。(2)掌握用圖像法求電動勢和內(nèi)阻的方法。第4頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆。第7頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按圖實－9－1

所示連接好電路。(2)把滑動變阻器的滑片移動到使接入電路的阻值最大的

一端。(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并

記錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1)。用同樣方法測量幾組I、U值，

填入表格中。(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材。第8頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月本實驗中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點畫圖法。第1組第2組第3組第4組第5組第6組U/VI/A第9頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月法一：取六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r，取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大小。第10頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)選的

大些(選用已使用過一段時間的干電池)。(2)在實驗中不要將I調(diào)得過大，每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應(yīng)

立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象

嚴(yán)重，使得E和r明顯變化。第12頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)測出數(shù)據(jù)不少于6組I和U的數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，

用方程組求解時，類似于逐差法，要將測出的U－I數(shù)

據(jù)中，第1和第4組為一組，第2和第5組為一組，第3和

第6組為一組，分別解出E、r值再求平均值。(4)在畫U－I圖線時，要使盡可能多的點落在這條直線上，

不在直線上的點應(yīng)對稱分布在直線兩側(cè)，不要顧及個

別離開直線較遠(yuǎn)的點，以減小偶然誤差。第13頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月圖實－9－3第15頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)由讀數(shù)和電表線性不良引起誤差。(2)用圖像法求E和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差。第16頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)本實驗采用圖實－9－1所示的測量電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表的分流IV引起的，使電流表的示數(shù)I測小于電池的輸出電流I真。圖實－9－4因為I真＝I測＋I(xiàn)V，而IV＝U/RV，U越大，IV越大，U趨近于零時IV也趨近于零。所以此種情況下圖線與橫軸的交點為真實的短路電流，而圖線與縱軸的交點為電動勢的測量值，比真實值偏小。修正后的圖線如圖實－9－4所示，顯然E、r的測量值都比真實值偏小，r測＜r真、E測＜E真。第17頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)若采用如圖實－9－5所示電路，電流是準(zhǔn)確的，當(dāng)I很小時，電流表的分壓很小，但隨電流I增大，電流表的分壓作用也逐漸增大。此種情況的U－I圖線如圖實－9－6所示，所以E測＝E真、r測＞r真。

圖實－9－5圖實－9－6第18頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月由于在測量電路中，電壓表的分流作用和電流表的分壓作用，給實驗帶來了系統(tǒng)誤差，以下為兩種有針對性的改進(jìn)措施。第19頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)實驗時可以引入輔助電源，如圖實－9

－7所示，E′為輔助電源，利用當(dāng)輔助回路和測量回路的電流相等時靈敏電

流計G中無電流這一特點，在測量電圖實－9－7

路中沒有電流表的情況下，仍能測得其回路中的電流，

從而消除由于電流表的內(nèi)阻帶來的誤差。第20頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)在實驗中由于電壓表的分流，從而使電流表的示數(shù)小于流過電源的電流，而給測量帶來誤差?？梢詫㈦妷罕淼膬?nèi)阻測出，進(jìn)而求出電壓表的分流IV，那么通過電源的電流就為IE＝IA＋I(xiàn)V，就可以消除由于電壓表的分流而帶來的誤差。第21頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月[例1]

在測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中某同學(xué)所用電路圖和測得的數(shù)據(jù)如下。123456U/V1.421.361.081.211.141.07I/A0.040.080.120.160.200.24第23頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月圖實－9－8(1)實驗誤差分系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由____________引起的。(2)用給出的數(shù)據(jù)在圖實－9－9中畫出U－I圖線，從你作出的圖像中可以發(fā)現(xiàn)該同學(xué)記錄的第______組數(shù)據(jù)有誤。第24頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)求得電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(均保留兩位有效數(shù)字)第25頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月[解析]

(1)電壓表與電流表并聯(lián)，由于電壓表分流作用，造成流過電源的電流大于電流表的測量值，這樣就產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差。(2)畫出U－I圖線如圖所示。第3組數(shù)據(jù)有誤，因為其他組的數(shù)據(jù)相鄰的兩組差值近似相等。第26頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月[答案]

(1)電壓表的分流(2)U－I圖線見解析3

(3)1.5

1.8第27頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月[例2]

(2011·四川高考)為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻(1)在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9V的電壓表A．量程為1V、內(nèi)阻大約為1kΩ的電壓表

B．量程為2V、內(nèi)阻大約為2kΩ的電壓表

C．量程為3V、內(nèi)阻為3kΩ的電壓表

選擇電壓表________串聯(lián)________kΩ的電阻可以改裝成量程為9V的電壓表。第28頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)利用一個電阻箱、一只開關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表(此表用符號

或

與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表)，在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的實驗原理電路圖。第29頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)根據(jù)以上實驗原理電路圖進(jìn)行實驗，讀出電壓表示數(shù)為1.50V時、電阻箱的阻值為15.0Ω；電壓表示數(shù)為2.00V時，電阻箱的阻值為40.0Ω，則電源的電動勢E＝________V、內(nèi)阻r＝________Ω。第30頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月[答案]

(1)或C

6(2)見解析圖(3)7.5

10第33頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月[例3]

(2012·呼和浩特模擬)某同學(xué)用如圖實－9－10甲所示的電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻，其中R是電阻箱，R0是定值電阻，且R0＝3000Ω，G是理想電流計。改變R的阻值分別讀出電流計的讀數(shù)，作出1/R－1/I圖像如圖乙所示，