106電源電動勢和內(nèi)阻的測量課件高二上學期物理滬科版

第十章電路及其應(yīng)用10.1簡單串聯(lián)、并聯(lián)電路10.2電阻定律10.3測量金屬絲的電阻率10.4多用電表10.5閉合電路歐姆定律、電源電動勢及內(nèi)阻10.6電源電動勢和內(nèi)阻的測量10.7電功、電功率及焦耳定律10.8家庭電路外電阻發(fā)生變化時，路端電壓與電流有怎樣的關(guān)系？

電源的U-I圖像(1)圖像的函數(shù)表達式：U＝E－Ir。(2)圖像表示：電源的外電路的特性曲線(路端電壓U隨電流I變化的圖像)，如圖所示是一條斜向下的直線。(3)當外電路斷路時(即R―→∞，I＝0)：縱軸上的截距表示電源的電動勢E(E＝U端)；當外電路短路時(R＝0，U＝0)：橫坐標的截距表示電源的短路電流I短=E/r。(條件：坐標原點均從0開始)

(5)某點縱坐標和橫坐標值的乘積：為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的“面積”表示電源的輸出功率。部分電路的U-I圖像Uo

IEU0M（I0,U0）βαbaNI0Im1）圖中a為閉合電路的U-I

圖象b為部分電路(外電阻)的U-I圖象2）兩者的交點坐標表示該電阻接入電路時的路端電壓與電流（即工作時的實際電壓和實際電流——實際功率P實=U0I0）

3）a的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻的大小、b的斜率的絕對值表示接入電路中外電阻的的大小一、電源電動勢和內(nèi)阻如何測量？電源電動勢E、內(nèi)電阻r與外電壓U、電流I的關(guān)系可以寫成如果能測出U、I的兩組數(shù)據(jù)，就可以列出兩個關(guān)于E、r的方程，聯(lián)立求解可得E和r。因此，用一個滑動變阻器，加上測量電壓、電流的儀器，就能測定電源的電動勢E和內(nèi)阻r，如圖所示。二、實驗：測量電源電動勢和內(nèi)阻伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻（U-I法）1、基本原理①Ｕ：路端電壓;Ｉ：通過電源的電流;

E：待測電動勢；

r:待測內(nèi)阻；②只要測出幾組（至少兩組）U、I值就可求出E、r閉合電路的歐姆定律：E=U1+I1rE=U2+I2r2、設(shè)計電路圖AVS甲RAVS乙R（外接法）（內(nèi)接法）伏安法伏安法

通過改變多次滑動變阻器的阻值（外電阻），測出相應(yīng)的外電壓（伏特表讀數(shù)）、電流（安培表讀數(shù)），利用解方程的辦法或圖象法求得電動勢E和內(nèi)阻r。電流表電壓表滑動變阻器開關(guān)、導線及坐標紙、鉛筆(選擇量程接近電源電動勢)選用阻值較小的,最大阻值10

─20Ω被測電池（干電池）3、實驗器材4、物理量的測量

和

兩個物理量.而僅測兩組U、I數(shù)據(jù)，聯(lián)立方程解得E和r，誤差可能較大，應(yīng)該多次測量，并對數(shù)據(jù)處理，才能減小誤差.所以應(yīng)該使用

改變外電路電阻，進行多次測量.路端電壓U電流I滑動變阻器（2）把變阻器的滑動片移到一端使阻值最大；（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄幾組I和U的值；（4）斷開開關(guān)，整理好器材；（5）數(shù)據(jù)處理：用原理中的方法計算或從U－I圖象中找出E和r；（1）確定電流表、電壓表的量程，按圖所示電路把器材連接好；5、實驗步驟AVSR6、數(shù)據(jù)處理注意：利用解方程組的方法求解E和r的優(yōu)點是簡單,缺點則是有可能產(chǎn)生較大的誤差。因此一般采用圖象法求解E和r.U2＋I2r平均值（2）作圖法：①以U為縱坐標，I為橫坐標，建立平面直角坐標系，根據(jù)幾組U、I測量數(shù)據(jù)，在坐標系中描點，作U－I圖像.②將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點是斷路的路端電壓，它的數(shù)值就是____

；橫軸截距點是路端電壓U＝0時的電流，它的數(shù)值就是_________________.電源電動勢E短路③圖線斜率的絕對值為

，即r＝_____＝___，如圖所示.電源的內(nèi)阻r7.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圖像時描點不準確.方法一：U-I圖像修正法AV甲電流表外接法閉合電路的歐姆定律：----------------.....IU真實值測量值r

測

<r真

E測

<E真（4）根據(jù)U-I圖像和并聯(lián)電路電壓特點知：①電壓表內(nèi)阻越大，電壓表分流越小，系統(tǒng)誤差越小。②電壓表內(nèi)阻已知，可求流過電壓表的電流，可消除系統(tǒng)誤差。（1）電壓表測路端電壓；電流表測流過滑阻的電流；通過電源的電流等于電流表測得的電流與流過電壓表的電流之和。故誤差來源：電壓表分流。（2）系統(tǒng)誤差分析（2）由部分電路歐姆定律知：路端電壓越大，電壓表分流越多。因此U-I圖像修正如圖所示。AV乙....IU（1）電流表測通過電源的電流；路端電壓等于電壓表測得的電壓與電流表的兩端電壓之和。故誤差來源：電流表表分壓。閉合電路的歐姆定律：（4）根據(jù)U-I圖像和串聯(lián)電路電壓特點知：①電流表內(nèi)阻越小，電流表分壓越小，系統(tǒng)誤差越?、陔娏鞅韮?nèi)阻已知，可求電流表兩端電壓，可消除系統(tǒng)誤差真實值測量值（2）由部分電路歐姆定律知：通過電源的電流越大，電流表分壓越多。因此U-I圖像修正如圖所示。r

測>r真

E測

=E真基本電路誤差分析

①原因:電壓表分流②結(jié)果:E測<E真,r測<r真①原因:電