42科學(xué)測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻課件高一下學(xué)期物理

第2節(jié)科學(xué)測量：電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻第四章

閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理。2.學(xué)會(huì)科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法：公式法和圖像法。3.了解實(shí)驗(yàn)中的誤差來源，了解用不同方法測量得出結(jié)果E和r的誤差分析。在前面的學(xué)習(xí)中，我們知道電池內(nèi)是有電阻的，我們還知道用伏安法測燈泡的電阻，那怎么測量電池的內(nèi)阻呢？ESRAVL⊕1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。（2）學(xué)習(xí)通過計(jì)算和作圖分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻2.實(shí)驗(yàn)器材開關(guān)、導(dǎo)線待測干電池電壓表電流表滑動(dòng)變阻器3.實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)如圖所示，通過改變滑動(dòng)變阻器R的阻值，測出兩組U、I值。根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得下列方程E＝U1＋I(xiàn)1rE＝U2＋I(xiàn)2r4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)電流表用0～0.6A的量程，電壓表用0～3V的量程，按實(shí)驗(yàn)原理圖連接好電路。(2)把滑動(dòng)變阻器的滑片移到一端，使其接入電路中的阻值最大。(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有明顯的示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)。用同樣的方法測量幾組I、U值。(4)斷開開關(guān)，整理好器材。(5)處理數(shù)據(jù)，用公式法或圖像法求出干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。5.數(shù)據(jù)分析(1)公式法

依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般6組)如表所示：實(shí)驗(yàn)序號(hào)123456I/A

U/V

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量結(jié)果。E＝

，r＝

。(2)圖像法①根據(jù)多次測出的U、I值，作U－I圖像；②將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距的數(shù)值就是電源電動(dòng)勢E；③橫軸截距(路端電壓U＝0)的數(shù)值就是短路電流I短＝

?！鶸=E–IrE＝U＋I(xiàn)r↓縱軸截距→斜率誤差來源：

.測量結(jié)果：

.電壓表的分流E測<E真，r測<r真AVSR電流表外接法I真IVI測UIE測IAOUE真I真IV(3)誤差分析①偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U－I圖像時(shí)描點(diǎn)不準(zhǔn)確。②系統(tǒng)誤差：6.注意事項(xiàng)(1)為使電源的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大(填“較大”或“較小”)的電壓表。(2)實(shí)驗(yàn)中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池因大電流放電時(shí)間過長導(dǎo)致內(nèi)阻r發(fā)生明顯變化。(3)當(dāng)干電池的路端電壓變化不很明顯時(shí)，作圖像時(shí)縱軸起點(diǎn)可不從零開始?？v軸單位可取得小一些。如圖所示，此時(shí)圖線與縱軸交點(diǎn)仍為電源的電動(dòng)勢E，但圖線與橫軸交點(diǎn)不再是短路電流，求內(nèi)阻時(shí)要在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，用r＝

求出。思考1：伏安法測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻還可以有什么樣的接法？還可以用電流表相對(duì)于電源內(nèi)接法測E、r，如圖。思考2：兩種接法測量誤差有何區(qū)別？這種測量方法誤差來源于電流表的分壓作用，造成E測＝E真，r測>r真。思考3：兩種接法怎么選擇？①一般電池的內(nèi)阻都較小，與電流表的內(nèi)阻相差不大，而電壓表的內(nèi)阻既遠(yuǎn)大于電池內(nèi)阻，又遠(yuǎn)大于測量電路中的外電阻，所以為了減小誤差，實(shí)驗(yàn)時(shí)最好采用電流表相對(duì)于電源外接法。②若電流表內(nèi)阻RA已知，則可采取電流表相對(duì)于電源內(nèi)接法，電源與電流表串聯(lián)部分可看作等效電源，且r真＝r測－RA。誤差來源：

.測量結(jié)果：

.電流表的分壓E測=E真，r測>r真VSAR電流表內(nèi)接法IEIUVUI測短OU路I真短UAEUAUV1.如圖是測量電源內(nèi)電阻的電路，下列關(guān)于誤差的說法，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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)值C

AD3.某同學(xué)在用電流表和電壓表測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，串聯(lián)了一只2.5Ω的保護(hù)電阻R0，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。(1)請(qǐng)按圖甲電路原理圖把圖乙實(shí)物電路圖利用筆畫線代替導(dǎo)線連接起來。(2)該同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn)，測得表中所示的數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù)在圖丙坐標(biāo)系中作出U－I圖像，由圖知：電池的電動(dòng)勢為_______，內(nèi)阻為________。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)I/A0.100.170.230.30U/V1.201.000.800.601.5V0.52Ω(4)實(shí)驗(yàn)所得的電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值比較：E測_____E真，r測_____r真。(均選填“<”“＝”或“>”)<<(3)考慮電表本身電阻對(duì)測量結(jié)果的影響，造成本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的原因是__________________。電壓表的分流作用基本電路誤差分析

①原因：電壓表分流