测定电源的电动势和内阻3.ppt

实验：测定电源的电动势和内阻 一、基本原理 二、实验基本电路 Ｕ：路端电压 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 Ｉ：通过电源的电流 三、实验方案实施 1、实验任务：在有伏特表和安培表的条件下，测量一节旧干电池的电动势和内阻。即利用伏安法测量。 2、实验器材：待测干电池、符合条件的伏特表和安培表各一只、滑线变阻器一只，开关一只、导线若干。 3、实验电路图 4、实验步骤： 实验步骤 1）按原理图连接实物图 2）、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大 3）、闭合电键，调节变阻器，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。 4）、断开电键，整理好器材 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.11 1.O5 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. 缺点:计算量大 四、数据处理 方法二：图象法 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 1.所得直线跟纵轴的交点即为电动势E的值， 2.图线的斜率的绝对值即为内阻的值。 图象方程： 如何利用图象求E和r? 3.图线与横轴的交点为短路电流？ 电压表示数 电流表示数 误差原因:电压表分流 五、误差分析 定性分析： 电压表示数 电流表示数 误差原因:电流表分压 对比 电压表示数 电流表示数 误差原因:电流表分压 电压表示数 电流表示数 误差原因:电压表分流 对比 理论推导： 根据闭合回路欧姆定律，两次测量方程为： 真实值 测量值 在测干电池的电动势和内阻的实验中为什么采用甲图？ 测量值 真实值 某同学测一节干电池的电动势和内阻．现备有下列器材： A．被测干电池一节 B．电流表；量程0～0.6 A，内阻0.1 Ω C．电流表：量程0～3 A，内阻0.024 Ω D．电压表：量程0～3 V，内阻未知 E．电压表：量程0～15 V，内阻未知 F．滑动变阻器：0～10 Ω，2 A G．滑动变阻器：0～100 Ω，1 A H．开关、导线若干 由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差．在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻． (1)在上述器材中请选择适当的器材：______(填写选项前的字母) (2)画出相应的实验电路图； ABDFH (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的U－I图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω 1.50 0.9 六.重要注意事项: （5）使用内阻较大一些的旧电池。 （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）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些 （3）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舍去。 （4）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.  某同学要测量一电动势略小于3V的直流电源的电动势和内阻按照原理图连接好线路后进行测量，测出6组数据记录在下表中，记录有明显错误的是第 组数据 待测量 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 I/A 0.11 0.20 0.30 0.40 0.50 0.56 U/V 2.87 2.85 2.83 2.82 2.79 2.58 由上表可知，电压表示数变化不明显，试分析引起这种情况的原因是 将上述器材的连线略加改动就可解决上述问题，请你在下图完成正确的连线。 电源内阻过小 6 电源电动势与内阻测量的基本变式 变式一．利用电阻箱和电流表，测定电源的电动势和内电阻。 （1）电路如图所示： （2）主要步骤 改变电阻箱阻值R，测出对应的电流I 由（E=I1R1+I1r， E=I2R2+I2r） 得： (3)误差分析：未考虑电流表分压，而产生误差．即电动势测量值等于真实值，而内阻测量值大于真实值． 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=tanα。