资源简介 (共32张PPT)中物理第十二章 电能 能量守恒定律第3节 实验：电池电动势和内阻的测量闭合电路欧姆定律纯电阻电路电功电功率推磨焦耳定律W=UItQ=I2Rt非纯电阻电路W总=Q+W机 P总=P机+P热闭合电路欧姆定律E=IR+Ir E=U外+U内电动势和内阻是电源的两个重要参量，若电池的电动势和内阻未知，我们该如何测量？有哪些测量方法呢？课堂引入1.基本原理（1） Ｕ：路端电压; Ｉ：通过电源的电流;E：待测电动势； r: 待测内阻；（2）只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r闭合电路的欧姆定律：方案一:伏安法E = U1 + I1rE = U2 + I2r2.电路设计方案一:伏安法AVSE, r···电流表外接法AVSE, r···电流表内接法电流表电压表滑动变阻器开关、导线及坐标纸、铅笔(选择量程接近电源电动势)选用阻值较小的,最大阻值10 ─ 20Ω被测电池（干电池）3.实验器材方案一:伏安法4.连接实物图方案一:伏安法AVSR电流表外接法（2）把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端；（3）闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值；（4）断开开关，整理好器材；（1）确定电流表、电压表的量程，按原理图连接电路；5.实验步骤方案一:伏安法6.数据处理方法一：公式法E=U2+I2rE=U1+I1r方案一:伏安法AVSR电流表外接法EI短方法二:图象法EU轴截距等于电动势E在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U、I值画出U-I图象。r是直线的斜率的绝对值短路电流纵坐标可以不从0开始EIr=短6.数据处理方案一:伏安法（1）电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处;（2）使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速;（3）要测出不少于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些;（4）画Ｕ—Ｉ图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去;7.注意事项方案一:伏安法（5）画U--I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始，（但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r;（6）画U--I 图线时，坐标轴的单位选择要恰当，使作出的图线基本充满整个区域为宜，不能使图线位于某一角上；（7）使用 U--I 图线计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻 r。7.注意事项方案一:伏安法实验视频方法一：U-I图像修正法①①电压表内阻越大，电压表分流越小，系统误差越小。②电压表内阻已知，可求流过电压表的电流，可消除系统误差。（1）误差来源：电压表分流。路端电压越大，电压表分流越多。U-I图像修正如图所示。UIO测量值真实值电流表外接法AVSE, r···（2）方案一:系统误差分析E测适用 情况 ①内阻 r很小(干电池)②滑动变阻器R阻值要小（3）说明：方法一：U-I图像修正法②（1）误差来源：电流表表分压。通过电源的电流越大，电流表分压越多。U-I图像修正如图。（2）AVSE, r···电流表内接法E测=E真 r测>r真UIO测量值真实值适用 情况 ①内阻 r很大(水果电池)②滑动变阻器R阻值要大①电流表内阻越小，电流表分压越小，系统误差越小②电流表内阻已知，可求电流表两端电压，可消除系统误差。（3）说明：方案一:系统误差分析不考虑电表影响考虑电表影响r 测 =r+RA> rE测=E解得解得AVSE, r···方法二：计算法（以内接法为例）方案一:系统误差分析方法三：等效电源法①r 测 < rE测 把电源和电压表看成一个整体，这样测得的就是这个整体的路端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。这个整体的电动势相当于开路时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和电压表并联的阻值。即：电流表外接法AVSE, r···方案一:系统误差分析把电流表和电源等效为一新电源，如图虚线框所示，这个等效电源的内阻r测为r和RA的串联总电阻，也就是测量值，即 E测 = E等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压，也就是测量值，即方法二：等效电源法②AVSE, r···电流表内接法方案一:系统误差分析采用一个电阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。方案二:伏阻法原理：VE rSR方法二:图象法误差来源：电压表的分流。电压表内阻已知，可消除系统误差。方案二:伏阻法E测＜E真 r测＜r真方法一:公式法数据处理采用一个电阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。方案三:安阻法原理：E=I（R+r)ASE,rR误差来源：电流表的分压。电流表内阻已知，可消除系统误差。E测=E真 r测>r真方法一:公式法数据处理方法二:图象法方案三:安阻法E测=I1(R1+r)E测=I2 (R2+r)E测=I1（R1+ r测） ①E测=I2（R2+ r测） ②E真=I1（R1+ RA+ r真） ③E真=I2（R2+ RA+ r真） ④1.不考虑电流表内阻时，得出的是E，r的测量值2.考虑电流表内阻时，得出的是E，r的真实值结论：E测 = E真r测>r真方案三:安阻法系统误差分析ASE,rR采用一个定值电阻、两块电流表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：E=U+IrA2SE,rRA1A2SE,rRA1方案四:安安法采用一个定值电阻、两块电压表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：E=U+IrSE,rRV2V1SE,rRV2V1方案五:伏伏法课堂小结测量电动势和内阻伏安法安安法伏伏法伏阻法安阻法E=I（R+r)【典例1】(多选)在测定电池的电动势和内阻的实验中，用待测电池、开关和导线 ，配合下列仪器可以达到实验目的的是（ ）A. 一只电流表和一个电阻箱B. 一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C. 一只电压表和一个电阻箱D. 一只电流表和一个滑动变阻器典例分析【正确答案】ABC【典例2】如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，正确的是 ( )A .由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值B. 由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值C. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值D. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值典例分析【正确答案】C【典例3】在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内阻时，除备有被测电池、电键和足够的导线外，还备有下列仪器可供选择：A．电流表 (0～0.6 A)B．电流表 (0～3 A)C．电压表 (0～3 V)D．电压表 (0～15 V)E．滑动变阻器 (20 Ω，2 A)F．滑动变阻器 (1700 Ω，0.3 A)应该选用的仪器是__________(填器材前面的选项字母)。典例分析【正确答案】ACEAVKE, r一节电池电动势1.5V能较大范围的调节电流电源不能大电流放电【典例4】用图所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为 1.5 V，内阻约 1 Ω，电压表 ( 0 ─ 3 V , 3 kΩ ) , 电流表 (0 ─ 0.6 A , 1.0 Ω ) , 滑动变阻器有 R1 (10 Ω ，2 A ) 和 R2 ( 100 Ω， 0.1 A ) 各一只。(1) 实验中滑动变阻器应选用 。(2) 请用笔画线代替导线连接实验电路。(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的 U ─ I 图线 , 由图线可较准确求出该电源电动势 E = V ; 内阻 r = Ω 。1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VR11.500.85AV典例分析【典例5】某研究性学习小组利用下图所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如下图所示R-1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可得到（ ）A．电源电动势约为1.5VB．内阻约为1.0ΩC．用该电路测电动势，测量值比真实值小D．用该电路测内阻，测量值比真实值小典例分析【正确答案】B【典例6】(多选)同学们通过查阅资料知道，将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V多一点。小明同学找来了一个土豆做实验，如图所示，当用量程为0-3V、内阻约50k 的伏特表测其两极电压时读数为0.96V，用欧姆表直接测土豆电池的两极，测得内阻r的读数为30 。小丽同学用灵敏电流表直接接土豆电池的两极，测得电流为0.32mA。根据前面小明用伏特表测得的0.96V电压，由全电路欧姆定律得内阻为3k 。小明认为土豆的内阻为30 ，小丽则认为其内阻为3k 。以下关于两位同学实验过程的分析，正确的是_________。A．小明的方法不正确，因水果电池本身有电动势，故不能用欧姆表直接测其内阻B．小明的方法正确，因水果电池本身也是一个导体，可以用欧姆表直接测其电阻C．小丽的测量结果十分准确，除了读数方面的偶然误差外，系统误差很小D．小丽的测量结果不准确，因为水果电池内阻很大，用伏特表测得的电动势误差很大，因此计算出的内阻误差也很大典例分析【正确答案】AD 展开更多...... 收起↑ 资源列表 12.3 实验：电池电动势和内阻的测量.pptx 伏安法测电源电动势和内阻.mp4
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