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第八章 电路及其应用
实验9：测量电池的电动势和内阻
在前面的学习中，我们知道电池内是有电动势和内阻的，我们还掌握了用伏安法测灯泡的电阻，那怎么测量电池的电动势和内阻呢？
E,r
S
R
A
V
L

新课引入
1.闭合电路欧姆定律：
2.电源电动势和内外电压的关系：
4.电路断路时,
3.电路短路时,
知识回顾
思考1：能否用电压表测量断路时的路端电压来测量电源的电动势？
不能，因为只要电压表有示数，就说明电源中有电流通过，就不满足断路的条件。
思考讨论
思考2：能否利用部分电路欧姆定律来测量电源的内阻？
但是U内很难直接用电表测量
思考：如何测量电源电动势和内阻？
【实验原理】
闭合电路欧姆定律
【实验器材】
待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线若干
伏安法
学生实验：测量电源的电动势和内阻
器材选择
电流表：0~0.6A
电压表：0~3V
滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10~20Ω
被测干电池
实验步骤
1.按原理图连接实物图
A
V
S
甲
R
2.把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大
4.断开开关,整理好器材
3.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表的读数有明显示数,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U、I值
第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组
U/V
I/A
1.公式法
从而计算出：
E＝U＋Ir
我们需要知道E和r，因此需要测出U、I的值，有两个未知数，所以至少要测量两组数据，得到两个方程,从中解出E和r。
数据处理
根据
E=U+Ir
U=E-Ir
I
U
E
I短
电动势E
短路电流
电源的伏安特性曲线
0
2.图像法
U= -rI + E
y = kx + b
组别 1 2 3 4 5 6
电流I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
电压U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
U/V
I/A
0
0.10
2.0
0.8
1.2
0.4
1.6
0.20
0.40
0.60
0.30
0.50
为测定一节干电池的电动势和内阻，利用表格数据，在下图方格纸中作出电源 的U-I图线
干电池内阻较小时，路端电压降落得慢，可使纵坐标不从零开始而是从某一恰当值开始并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小。
I0不是短路电流
纵坐标可以不从0开始
| |
U/
I/
例1： 一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下图中画出U—I图线，并根据图线读出电池的电动势E= V，电池的内阻 r = Ω
I(A) U(V)
0.12 1.37
0.20 1.32
0.31 1.24
0.35 1.20
0.50 1.10
0.57 1.05
·
·
·
·
·
·
1.50
0.77
A
V
K
E,r
A
V
K
E,r
两个图有何区别？为什么实验不使用电路2测量？
电路1
电路2
误差分析
1.本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。
U
I
测量值
×
×
×
真实值
2.由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势E和内阻r都偏小。
I真
Iv
3.本电路适合测内阻较小的电池的电动势和内阻。
A
V
K
E,r
电路1
A
V
K
E,r
1.本实验中，存在的系统误差是由于电流表的分压引起。
U
I
测量值
×
×
×
真实值
2.由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻r偏大，但电动势E测=E真
U外
U测
UA
3.本电路适合测内阻较大的电池的电动势和内阻。
电路2
(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些。
(2)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻 r 有明显的变化。
(3)干电池内阻较小时，可使纵坐标不从零开始而是从某一恰当值开始并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小。
注意事项
例2: （1）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)．
A、C、E
(2)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．
A
V
K
E,r
（3）一个学生用以上仪器测得数据，根据这些数据，画出了如图所示的U－I 图象，从图中可得出电源电动势为______V，内阻为________Ω。此电源的短路电流 I短＝________A.
电动势大小E=2.90V
△U=1.30V
△I=0.51A
2.90
2.55
1.13
课堂小结

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