43測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件高一下學(xué)期物理粵教版

第四章

閉合電路第3節(jié)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻電池已成為人類生活的親密伙伴，生活中處處需要電池。1.新舊電池的主要不同是什么呢？2.如果我們想比較下它們的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的關(guān)系應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)?？本?jié)課我們就一起來(lái)探討下電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量方法。1.了解測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理以及電路2.學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法3.學(xué)會(huì)對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析的方法4.學(xué)會(huì)利用所學(xué)原理和方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)AVSR原理：E=U+Ir，通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值控制滑動(dòng)變阻器電壓和電路電流，由于電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不變，列方程求解E=U1+I1rE=U2+I2r1.給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一塊安培表、一塊伏特表、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干，如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？一、實(shí)驗(yàn)原理及電路2.給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)電阻箱、一塊安培表、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干,如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？

E=I1(R1+r)

E=I2(R2+r)ARS由E=I(R+r)，該電路為串聯(lián)電路，通過改變電阻箱的阻值大小可以改變電流大小，其中電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻保持不變，列方程求解一、實(shí)驗(yàn)原理及電路3.給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)電阻箱、一塊電壓表、一個(gè)電鍵和導(dǎo)線若干,如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？VRS與1相比，該電路的電流并沒有電流表直接測(cè)量，而是需要用歐姆定律算出，故原理為：通過改變電阻箱的阻值，則可列出方程如下一、實(shí)驗(yàn)原理及電路【思考】下圖是兩個(gè)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)電路圖（1）請(qǐng)分析這兩個(gè)電路的誤差？依據(jù)閉合電路的歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r，在實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)路端電壓U和電源中的電流I。可以看出：甲圖中由于電壓表的分流作用，使電流表測(cè)得的不是真實(shí)的電源中的電流；乙圖中由于電流表的分壓作用，電壓表測(cè)得的不是真實(shí)的路端電壓。這兩個(gè)電路都存在系統(tǒng)誤差?！舅伎肌肯聢D是兩個(gè)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)電路圖（2）請(qǐng)解釋為什么選用甲電路圖作為實(shí)驗(yàn)電路圖。由于電流表的電阻和電源的內(nèi)阻差不多大，則乙圖測(cè)量的電源內(nèi)阻阻值和真實(shí)值相差太大。故電流表的分壓作用不能忽略，所以選用甲圖電路較好。二、數(shù)據(jù)處理方法一：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。AVSR方法二：圖像法OI/AU/VEEIr=短在坐標(biāo)紙上以I軸為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測(cè)出幾組的U，I值畫出U-I圖像。所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)E的值，圖線的斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻的值。二、數(shù)據(jù)處理AVSR1.測(cè)量電路存在系統(tǒng)誤差。由于電壓表的分流，據(jù)此作出真實(shí)和測(cè)量的U-I圖線，UI測(cè)量值I真IvI測(cè)由圖不難看出，E、r的測(cè)量值均小于真實(shí)值，r測(cè)<r真、E測(cè)<E真。真實(shí)值三、誤差分析I真=I測(cè)+Iv接法內(nèi)接法外接法電路圖

誤差原因2.電流表內(nèi)、外接法的比較

外接法：測(cè)量值小于真實(shí)值電流表分壓U測(cè)=Ux+UA電壓表分流Ⅰ測(cè)=I?+IV三、誤差分析內(nèi)接法：測(cè)量值大于真實(shí)值四、動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)1.首先要確定實(shí)驗(yàn)原理和電路，例如，如果采用了內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)原理如圖所示2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材待測(cè)電池一節(jié)電流表電壓表滑動(dòng)變阻器一只開關(guān)一只導(dǎo)線若干、鉛筆、坐標(biāo)紙。四、動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)3.實(shí)驗(yàn)步驟（1）確定電流表、電壓表的量程，按圖連接好電路，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于什么位置？滑動(dòng)變阻器的滑片移到使接入電路的阻值為最大值的一端。四、動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)（2）閉合開關(guān)S，接通電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片由一端向另一端移動(dòng)，在滑動(dòng)變阻器移動(dòng)的過程中，需要記錄哪些數(shù)據(jù)？（3）同樣的方法，依次記錄多組U、I值。（4）斷開開關(guān)S，拆除電路。從電流表有明顯讀數(shù)開始，記錄電流表、電壓表讀數(shù)。如何利用表中的數(shù)據(jù)得到電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r?4.數(shù)據(jù)處理（1）計(jì)算法利用依次記錄的多組數(shù)據(jù)（一般6組），分別記錄如表所示實(shí)驗(yàn)序號(hào)123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U6分別將1、4組，2、5組，3、6組聯(lián)立方程組解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它們的平均值，作為測(cè)量結(jié)果。（2）圖像法把測(cè)得的多組U、I值，在U-I圖中描點(diǎn)畫圖像，使圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)或使各坐標(biāo)點(diǎn)大致分布在直線的兩側(cè)，如圖所示，由

U=E-Ir

可知：

③若電源內(nèi)阻r=0

(理想電源)，則

U=E

1.如圖是測(cè)量電源內(nèi)電阻的電路，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法，正確的是（）

A.由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值

B.由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值C.由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值

D.由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值A(chǔ)VSRCUIU1IAI1測(cè)量值真實(shí)值2.在“用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，供選用的器材有：A．電流表（量程：0～0.6A，RA＝1Ω）B．電流表（量程：0～3A，RA＝0.6Ω）C．電壓表（量程：0～3V，RV＝5kΩ）D．電壓表（量程：0～15V，RV＝10kΩ）E．滑動(dòng)變阻器（0～10Ω，額定電流1.5A）F．滑動(dòng)變阻器（0～2kΩ，額定電流0.2A）G．待測(cè)電源（一節(jié)1.5V干電池）、開關(guān)、導(dǎo)線若干電路中電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用____________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________。（用字母代號(hào)填寫）ACE3.一個(gè)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，畫出了如圖所示的U-I圖像，從圖中可得出電源電動(dòng)勢(shì)為______V，內(nèi)阻為______Ω。2.902.6測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)原理原理1：用伏安法測(cè)E、r原理2：用電流表