2.10实验：测定电池的电动势和内阻.ppt

* . . . 第二章 恒定电流 第十节 实验：测定电池的电动势和内阻 电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是什么呢？如果我们想比较下它们的电动势和内阻的关系应该如何设计实验呢？ 本节课我们就一起来探讨下电池的电动势和内阻的测量方法。 1. 给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一块安培表、一块伏特表、一个开关和导线若干 , 如何测量这节电池的电动势和内阻？ A V S R 原理：E = U + Ir 一、实验原理及电路 E = U1+ I1r E = U2+ I2r 伏安法 2. 给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块安培表、一个开关和导线若干 , 如何测量这节电池的电动势和内阻？ E = I1 ( R1 + r ) E = I2 ( R2 + r ) A R S 原理: E = I ( R + r ) 3. 给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干 , 如何测量这节电池的电动势和内阻？ V R S 原理: E = U + U R r E = U1 + U1 R1 r E = U2 + U2 R2 r 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 二、实验器材的选择 以方案1为例 被测电池 （干电池） A V 甲 A V 乙 两图中电压表和电流表的测量值都是准确的吗？如果不是，哪么哪个表测量值准确？哪个表测量值有误差？误差是偏大还是偏小？ 因为待测部分（电池）的电阻是小电阻，故采用电流表外接法（相对待测部分）误差会小些，即甲图。 1. 确定电流表和电压表的量程，按图示电路把器材连好。 三、实验步骤 A V S R 2. 把滑动变动器的滑片移到一端使其阻值最大。 3. 闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显读数， 记录一组电流电压值，用同样的方法测量并记录几组 U、 I 值。 4. 断开开关，整理好器材。 5. 数据处理：用原理中的方法计算或画图线算 E 和 r。 例 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 、开关和足够的导线外 ，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)。 ACE 四、数据处理 方法一：公式法 改变 R 的阻值，从电流表和电压表中读取两组 I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次 I、U 的值，算出 E、r 取平均值。 方法二：图象法 O I/A U/V E E I r = 短 在坐标纸上以 I 轴为横坐标，U 为纵坐标，用测出几组的 U，I 值画出 U－I 图象。 所得直线跟纵轴的交点即为电动势 E 的值，图线的斜率的绝对值即为内阻的值。 例2. 一个学生利用实验方法测得数据 ，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。 2.9 2.6 A V S R 1. 测量电路存在系统误差 。由于电压表的分流 ，据此作出如图乙所示的真实和测量的 U－I 图线 ，由图不难看出 ，E、r 的测量值均小于真实值，r测 r真、E测 E真 。 五、误差分析 2. 电压表和电流表读数时会造成偶然误差。用作图法求 E、r 时，作图不准确造成偶然误差。 I真 Iv I测 U I 测量值 × × × 真实值 I真 = I测 + Iv E r 六、注意事项 1. 为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池)。 2. 电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势 E 会明显下降，内阻 r 会明显增大，故长时间放电不宜超过 0.3 A，短时间放电不宜超过 0.5 A，因此，实验中不要将 R 调得过小，读电表示数要快，每次读完应立即断电。 3. 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，要将测出的 I、U 数据中，第 1 和第 4 为一组，第 2和第 5 为一组，第 3 和第 6 为一组，分别解出 E、r 值，再求平均值． 4. 计算内阻要在直线上任