2.10学生实验：测量电源的电动势和内阻.ppt

实验：测量电源的电动势和内阻 知识回顾： 2、电源电动势与内、外电压关系 1、闭合电路欧姆定律 E I短 （2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0） （3）图象斜率的绝对值为电源内阻 （I=0） I/A U/V 0 （1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E 由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。 新课引入 1.如图所示, 当开关闭合时,电压表示数U1=1.3V,电流表示数I1=0.2A;移动滑动变阻器滑片位置,电压表示数U2=1.2V,电流表示数I2=0.3A.（电表均为理想电表）求电源的电动势E和内阻r 解：根据闭合电路欧姆定律 ｛ E=1.5V r=1Ω 问题思考 问题1：如何测量一节干电池的电动势和内阻？ 【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 【实验电路】 伏安法 实验：测量电源的电动势和内阻 【实验步骤】 1、按图连接好电路，开关应处于断开状态,滑动变阻器的阻值调到最大。 2、电压表和电流表选择合适的量程 3、闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，记录第一组数据（I1、U1），第二组数据（I2、U2），用同样的方法多测几组I、U的值 4、断开开关，整理好器材 仪器选择： 电流表： 0～0.6A 电压表: 0～3V 滑动变阻器: 由测量电流确定，一般电流在0.2A-0.4A,选用阻值较小的，便于调节 v A 实验电路及其实物连线图 甲 电阻较小，额定电流较大 【数据处理】 要测出不少于6组I、U 数据，且变化范围要大些，用方程组求解时， 第1和第4为一组 第2和第5为一组 第3和第6为一组 1、解析法 取两组实验数据 ｛ 求得结果E和r 分别解出E、r再求平均值。 I U × × × × × 2、图像法 电动势E 纵坐标可以不从0开始 斜率的绝对值表示内阻 （1）电压U：纵轴；电流I：横轴；建立U—I坐标系, 描出各组(U,I)值所对应的点。 （2）尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧。（偏离较远的点舍去） （3）由于干电池内阻较小,U的变化较小，可使纵坐标不从零开始，此时图像与横轴交点不再表示短路电流 动手实验 按电路图连接测得5-6组数据，并在坐标中作出U-I图像，根据图像求得电动势和内阻。 注意事项： 问题2：两个电路图在测量电源电动势和内阻实验中有什么区别？ E r E r 外接 内接 电压表的分流 误差 电流表的分压 U真=U测 E r 电压表的分流 误差: U真=U测 外接 U I u I真 I测 测量值 真实值 E测E真 E真 E测 r测r真 电压表和待测电源看作是一个等效电源 E测E真 r测r真 内接 E r 电流表的分压 误差 E测=E真 r测r真 把电流表和待测电源看作是一个等效电源 E测=E真 r测r真 E r E r 外接 内接 E测E真 r测r真 E测=E真 r测r真 小外小 大内大 问题思考 问题3：你还能想出哪些方法来测量电源的电动势和内阻？ 伏阻法 A V S E,r 原理公式 ｛ 该电路适用于滑动变阻器阻值很小(电源内阻很小)的情况 安阻法 原理公式 ｛ 该电路适用于滑动变阻器阻值很大 (电源内阻很大)的情况 v A U1=E-I1r U2=E-I2r A E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r) v E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2 V、A表+变阻器 A表+电阻箱 V表+电阻箱 E=U+Ir E=IR+Ir E=U+Ur/R 方法汇总：测定电动势内阻电路 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= ，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 · · · · · · 1.48 0.76 例2.某同学采用如图甲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1.5V，内阻约1Ω，电压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω 2A)和 R2(100Ω 0.1A)各一只; (1)实验中滑动变阻器应选用 (选填R1或R2). (2)在乙图中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