四川省攀枝花市米易中学高中物理《测定电池的电动势和内阻》课件 新人教版选修31.ppt

测定电源电动势和内阻 复习回顾 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 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 1 给你一节使用过的干电池 一个滑动变阻器 一块电流表 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 原理 e u ir 思考 2 给你一节使用过的干电池 一个变阻箱 一块电流表 一个电键和导线若干 如何测量这节电池的电动势和内阻 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 r2 v r1 a r1 r2 一 伏安法测电源电动势和内阻实验 1 基本原理 2 实验基本电路用电流表 电压表与滑动变阻器 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 r 通过电源的电流 真实值 测量值 误差分析 0 e u ir e测 e真 r测 r真 e测 e真 真实值 测量值 0 e u ir e测 e真 r测 r真 e测 3 系统误差原因分析 r测 r真 r测 r真 e测 e真 e测 e真 0 0 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 实验时采用甲图所示电路误差较小 实验电路及其实物连线图 甲 4 实验数据处理 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 平均值法 图象法 e i短 1 图象在纵轴上的截距为电源的电动势e 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 u0 由u e ir可知 u是i的一次函数 i 0 讨论 将图线延长 与横纵轴的交点各代表什么情况 不考虑 在坐标纸上以电流i为横轴 路端电压u为纵轴 描点连线画出u i图线 并延长u i图线与坐标轴相交 1 图线跟纵轴的交点即为电动势e的值 2 图线斜率的绝对值即为内阻的值 甲 0 课堂小结 u i法 i r法 u r法 e测 e真 e测 e真 e测 e真 e测 e真 r测 r真 r测 r真 r测 r真 r测 r真 四 重要注意事项 1 本实验在电键闭合前 变阻器滑片位置 2 使用旧电池 3 实验中将电流不要太大 每次读完数后立即断电 4 画u i图 描点连线时 应使图线通过尽可能多的点 使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧 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 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 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 1 48 0 76 例2 如图示的电路中 r1 r2为标准电阻 测定电源的电动势和内阻时 如果偶然误差可以忽略不计 则电动势的测量值真实值 内阻的测量值真实值 产生误差的原因是 等于 偏大 电流表有内阻 练习在测定电源的电动势和内阻的实验中 待测电池 开关和导线配合下列哪组仪器 可以达到测定目的 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 cd e i1 r1 ra r e i2 r2 ra r 例3 如图是测量电源内电阻的电路 下列关于误差的说法 正确的是 a 由于电流表的分压作用 使内电阻的测量值小于真实值 b 由于电流表的分压作用 使内电阻的测量值大于真实值 c 由于电压表的分流作用 使内电阻的测量值小于真实值 d 由于电压表的分流作用 使内电阻的测量值大于真实值 解 e u ir i ia u rv 由于电压表的分流作用 对于每个电压值u1 测得的电流ia小于总电流i1 u越大 ia跟i1相差越大 画出的图线应为实线所示 所以内电阻的测量值小于真实值 c 8分 现有器材 量程为10 0ma 内阻约30 40 的电流表一个 定值电阻r1 150 定值电阻r2 100 单刀单掷开关k 导线若干 要求利用这些器材测量一干电池 电动势约1 5v 的电动势 1 按要求在实物图上连线 2 用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为 式中各直接测得量的意义是 2002年河南高考12 1 连图 左图只用r1接入电路 右图用r1和r2串联接入电路 2 i1是外电阻为r1时的电流 i2是外电阻为r1和r2串联时的电流 测量原理 e i1 r1 rg r e i2 r1 r2 rg r 联立 解得 注意 若只用r2接在电路中 则电流将超过电流表的量程 所以用r1和r2串联接入电路 解答 练习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1 电压表 0 3v 3k 电流表 0 0 6a 1 0 滑动变阻器有r1 10 2a 和r2 100 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源电动势e v 内阻r r1 1 50 图线的斜率为0 7 0 37 1 85 r 1 85 ra 0 85 0 85 二 电源电动势与内阻测量的基本情景变式 变式一 实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱和电流表 测定电源的电动势和内电阻 如何测 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 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 tg 变式二 实验中除了待测电源和电键导线外 只有电阻箱和电压表 如何测 1 电路如图所示 2 主要步骤改变电阻箱阻值r 测出对应的电压u由 求出电源的电动势和内阻 1 u 1 r 0 0 变式三 今有一个阻值为5 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 3 电源电动势和内阻 闭合k1 k2 记下电压表读数u2 1 电路如图所示 断开k2 闭合k1 记下电压表读数u1 e u1 变式四 今有一个阻值为10 的定值电阻 一个电压表 开关和导线若干 电压表表盘上有刻度但无刻度值 请设计一个能测定某电源内阻的实验方案 已知电压表内阻很大 电压量程大于电动势 电源内阻约为几欧 要求 画出实验电路图 简要写出完成接线后的实验步骤 写出需测量的量 计算电源内阻的表达式 1 电路如图所示 2 主要步骤 断开k2 闭合k1 记下电压表偏转格数n1 闭合k1 k2 记下电压表偏转格数n2 3 电源内阻 变式五 有两只伏特表v1和v2 量程已知 内阻不知 另有一干电池 它的内阻不能忽略 但大小未知 只有这两只伏特表 电键和连接导线若干 要求通过测量计算出干电池的电动势 已知电动势不超过伏特表的量程 要求 画出测量时所用的电路图 以测量的量为已知量 导出计算电动势的表达式 1 电路如图所示 2 主要步骤 闭合s1 s2 记下v1的读数u1 则 由上两式可得 闭合s1 断开s2 记下v1的读数 v2的读数u2 则 变式六 判断下列电路能否测电源电动势和内阻 电表都是理想电表 变式七 测量电源b的电动势e及电阻r e约为4 5v r约为1 5 器材