实验测定电池的电动势和内阻

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实验：测定电池的电动势和内阻U1精选课件电动势和内阻是电源的两个重要参量，假设电池的电动势和内阻未知，如何测量电源的这两个参量呢？有哪些测量方法？分别需要什么器材？2精选课件

1.了解测定电源的电动势和内阻的实验原理。

2.学会用图象进行数据处理的方法。

3.会分析本实验的测量误差，了解减小误差的方法。(重点)(难点)3精选课件1.U-I法：E=U+Ir【探究：实验原理】情景1：给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一个电流表、一个电压表、一个开关和导线假设干,如何测量这节电池的电动势和内阻?E=U2+I2rE=U1+I1rAVSR方法一：伏安法测电动势和内阻4精选课件情景2：给你一节使用过的干电池、一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线假设干,如何测量这节电池的电动势和内阻?2.I-R法：E=IR+Ir方法二：用电流表、电阻箱测电动势E和内电阻r5精选课件3.U-R法：VRS情景3：给你一节使用过的干电池、一个电压表、一个电阻箱、一个开关和导线假设干,如何测量这节电池的电动势和内阻?方法三：用电压表、电阻箱测电动势E和内电阻r6精选课件一、伏安法测电源电动势和内阻的器材选择：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：内阻较大开关和导线7精选课件AVSR1.恰中选择实验器材,连接好实物图二、实验方法和步骤8精选课件2.把变阻器的滑片移到电阻值最大的一端。3.闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，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六组U、I值。4.断开开关，整理好器材。9精选课件方法一：公式法改变R的值，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。三、数据处理10精选课件EI短方法二:图象法EIr=短EU轴截距等于电动势E在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U、I值画出U-I图象。R是直线的斜率的绝对值11精选课件【实验本卷须知】(1)如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速。如果使用干电池，那么选择内阻大些的、已使用过的电池。(2)不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电。12精选课件(3)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),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。13精选课件14精选课件四､误差分析1.偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图象时描点不是很准确。2.系统误差:系统误差来源于未计电压表分流,近似地将电流表的示数看作干路电流。实际上电流表的示数比干路电流略小。怎样理解？15精选课件系统误差分析：如果由实验得到的数据作出甲图中实线(a)所示的图象，那么考虑到电压表的分流后,得到的U-I图象应是图中的虚线(b),由此可见,按乙图所示的实验电路测出的电源电动势E测<E真,电源内电阻r测<r真。甲乙16精选课件说明:

①外电路短路时,电流表的示数(即干路电流的测量值)I测等于干路电流的真实值,所以图中(a)(b)两图线交于短路电流处。

②当路端电压(即电压表示数)为U1时,由于电流表示数I1测小于干路电流I1真,所以(a)(b)两图线出现了甲图所示的差异。17精选课件18精选课件【对点训练】某探究性学习小组利用如下图的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。通过屡次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如下图。由I1-I2图象得到电池的电动势E=V,内阻r=Ω。答案：1.41(1.36～1.44均可)0.5(0.4～0.6均可)19精选课件20精选课件1.用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，以下本卷须知中错误的选项是()A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显B．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载C．根据实验记录的数据作U-I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧D.出于平安的考虑，在选择电表时，量程越大越好D21精选课件2.(多项选择)在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合以下哪组仪器，可以到达测定目的〔〕A.一只电流表和一个滑动变阻器B.一只电流表和一只电压表C.一只电流表和一个电阻箱D.一只电压表和一个电阻箱ACD22精选课件3.(2021•四川高考)用如下图电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约3V,内阻约2Ω),保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线假设干。实验主要步骤:(1)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关。(2)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I。(3)以U为纵坐标,I为横坐标,作U-I图线(U、I都用国际单位)。(4)求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。答复以下问题:23精选课件(1)电压表最好选用

;电流表最好选用

。A.电压表(0~3V,内阻约15kΩ)B.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)C.电流表(0~200mA,内阻约2Ω)D.电流表(0~30mA,内阻约2Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=

,r=

,代入数值可得E和r的测量值。答案:(1)A

C

(2)C

(3)ka

k-R224精选课件4.(2021·江苏高考)小明利用如下图的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。(1)图中电流表的示数为A。25精选课件(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:请根据表中的数据,在方格纸上作出U-I图线。U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44由图线求得:电动势E=

V;内阻r=

Ω。26精选课件(3)实验时,小明进行了屡次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为______________________。【解析】(1)电流表使用的量程为0～0.6A,所以电流表读数为0.44A。(2)描点连线得到U-I图线,如下图27精选课件根据E=U+Ir,图象中纵截距为电动势,所以E=1.60V(1.58～1.62都算对),斜率为内阻,所以r=1.2Ω(1.18～1.26都算对)。(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。答案:(1)0.44

(2)U-I图象见解析1.60(1.58～1.62都算对)

1.2(1.18～1.26都算对)(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大28精选课件5.在本节实验中，一位同学记录了如下表数据次数物理量123456电流I(A)0.120.200.310.320.440.57电压U(V)1.371.321.241.181.131.0529精选课件(1)根据数据选定以下供选用仪器的量程：①直流电流表(0～0.6A挡)，(0～3A挡)；②直流电压表(0～3V挡)，(0～15V挡)；③滑动变阻器(0～10Ω，允许最大电流为1.00A)；④滑动变阻器(0～1000Ω，允许最大电流为0.60A)。30精选课件(2)根据数据在以下所给的坐标纸上作U-I图线，并根据图线求出E和