学生实验：测定电源的电动势和内电阻.pptVIP

学生实验：测量电源的电动势和内阻 3、实验器材 电池(被测电源)、电压表（0~3V）、电流表（0~0.6A） 、 滑动变阻器、开关、导线、坐标纸。 非常规法 2、电阻箱和电压表测定法（U—R法） 理想电压表、定值电阻测定 3、两块电压表测定 * * 选修3-1教科版 第二章第5节 1、基本原理 2、实验基本电路 Ｕ：路端电压 Ｉ：通过电源的电流 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：Ｅ＝Ｕ＋Ｉr A V S 甲 R A V S 乙 R 常规方法：伏安法测E、r（U—I法） 4、数据处理 ①多次测量平均值法 把所测量的数据代入U = E?Ir， 计算出 ， 同理，把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来， 用公式， 即为所测电源的电动势和内阻。 ② 图象法 0.5 0 U/V 1.0 1.5 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 * * * * * * 5、系统误差原因分析 r 测 r真 E测 E真 A V S 甲 R 误差原因：电压表的分流作用 适用:RV? r 如：干电池、铅酸电池 实验时采用甲图所示电路误差较小 直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线，由于II0，而且U越大，I和I0之间的误差就越大，而电压表的示数U就是电源的路端电压的真实值U0，除了读数会有误差外，可以认为U＝U0，经过修正后，直线②就是电源真实值反映的伏安特性曲线，由图线可以很直观的看出EE0，rr0。 A V S 乙 R E测 = E真 r 测 r真 误差原因：电流表的分压流作用 适用:RA? r 如：太阳能电池、纽扣电池 直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线，由于UU0，而且I越大，U和U0之间的误差就越大，而电流表的示数I就是流过电源的电流的真实值I0，除了读数会有误差外，可以认为I＝I0，经过修正后，直线②就是电源真实值反映的伏安特性曲线，由图线可以很直观的看出E=E0，rr0。 6、重要注意事项 （1）本实验在电键闭合前，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 （3）要测出不小于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。 （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.  例1．测量电源的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω） 器材：量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表（具有一定内 阻）、固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干 要求：① 画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符 号或字母标出） ② 实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1，当电 流表读数为I2时，电压表读数为U2， 则可以求出E= ______________ r= ______________（用I1、I2、U1、U2及R表示） （1）电路如图所示： A V K B R R’ 伏安法 1、电阻箱和电流表测定法（I—R) R1 A R2 K1 K2 A R K E=I 1(R1+r) E=I2 (R2+r) 1/I R -r 若能测出多组I、R值，以R为纵坐标， 为横坐标，作出 图象，由于 ， 可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距—r，图线的斜率E=tgα。 V R K K2 R1 V R2 K1 E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2 S1 S2 将S1闭合，S2断开，记下电压表读数U1，S1、S2均闭合，记下电压表读数U2，则电源电动势E= U1 例2．今有一个阻值为5Ω的定值电阻，一个理想电压表(量程大于电源电动势)，开关及导线若干，能否测电源电动势和 内阻？ （2）主要步骤： （