测定电池的电动势和内电阻.ppt

第10节测定电池的电动势和内阻 课题 九测定电池的电动势和内阻 一 实验原理 闭合电路欧姆定律 E U Ir E U1 I1r E U2 I2r 求出E r 电压表 电流表测U I 思考 有没有其他方法 U IR 电流表 两个定值电阻 I U R 电压表 两个定值电阻 二 实验方案和电路图 1 用电压表 电流表测电池的E r 2 用电流表 定值电阻测电池的E r 电阻箱 3 用电压表 定值电阻测电池的E r 电阻箱 二 实验方法 1 水果电池 优点 内阻较大 缺点 内阻易变化 2 测出多组作图求解 实验电路及其实物连线图 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 甲 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 图象的斜率为电源内阻的负值k r E I短 U0 图像处理 四 注意 1 测干电池的电动势和内阻 应选用旧电池 旧电池的内阻较大 以使电压表示数变化明显 2 用电压表和电流表测电池的电动势和内阻 应选用安培表的外接法 3 U 0时的电流为短路电流 4 根据图象求E r误差较小 用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中 下列注意事项中错误的是 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 应选用内阻较小的电压表和电流表C 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D 根据实验记录的数据作U一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 2下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法 其中既能减小偶然误差 又直观 简便的方法是 A 测出两组I U的数据 代人方程组 E U1十I1r和E U2十I2r 求出E和rB 多测几组I U的数据 求出几组E r 最后分别求出其平均值C 测出多组I U的数据 画出U I图象 再根据图象求E rD 多测出几组I U数据 分别求出I和U的平均值 用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E 再用闭合电路欧姆定律求出内电阻 真实值 测量值 误差分析 误差分析 真实值 测量值 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 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 75 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 例 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 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 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 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 电压表量程大于电动势 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 量程3V的理想电压表 量程0 5A的电流表 具有一定内阻 固定电阻R 4 电键K 滑线变阻器R 导线若干要求 画出实验电路原理图 图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出 实验中 当电流表读数为I1时 电压表读数为U1 当电流表读数为I2时 电压表读数为U2 则可以求出E r 用I1 I2 U1 U2及R表示 1 电路如图所示 用伏特表和安培表测定一节电池的电动势和内阻 因蓄电池内阻非常小 为防止调节变阻器时造成短路 电路中用了一个保护电阻R0 除开关 导线外 可供使用的实验器材还有 A 电流表 量程0 6A 3A B 电压表 量程3V 15V C 定值电阻 阻值1 额定功率为5W D 定值电阻 阻值10 额定功率为10W E 滑动变阻器 阻值范围