高中物理 第二章 恒定电流 2.10 实验：测定电池的电动势和内阻课件 新人教版选修31.ppt

10实验 测定电池的电动势和内阻 一 实验原理和方法1 伏安法 由e u ir知 只要测出u i的两组数据 就可以列出两个关于e r的方程 从而解出e r 用到的器材有电池 开关 滑动变阻器 电压表 电流表 电路图如图所示 2 安阻法 由e ir ir可知 只要能得到i r的两组数据 列出关于e r的两个方程 就能解出e r 用到的器材有电池 开关 电阻箱 电流表 电路图如图所示 3 伏阻法 由知 如果能得到u r的两组数据 列出关于e r的两个方程 就能解出e r 用到的器材是电池 开关 电阻箱 电压表 电路图如图所示 二 伏安法测量电池的电动势和内电阻1 实验器材待测电池一节 电流表 0 0 6a 电压表 0 3v 各一块 滑动变阻器一只 开关一个 导线若干 2 实验步骤 1 确定电流表 电压表的量程 按图连接好电路 并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端 2 闭合开关s 接通电路 将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动 从电流表有明显读数开始 记录一组电流表 电压表读数 3 用同样的方法 依次记录多组u i值 4 断开开关s 拆除电路 5 利用公式法或图象法求出电池的电动势和内阻 4 注意事项 1 为使电池的路端电压有明显变化 应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表 2 实验中不能将电流调得过大 且读数要快 读完后立即切断电源 防止干电池因大电流放电时间过长导致内阻r发生明显变化 3 当干电池的路端电压变化不很明显时 作图象 纵轴单位可取得小一些 且纵轴起点可不从零开始 4 如图所示 此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势e 但图线与横轴交点不再是短路电流 内阻要在直线上取较远的两点用求出 5 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图象时描点不准确 2 系统误差 主要原因是电压表的分流作用 使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些 u越大 电流表的读数与总电流的偏差就越大 将测量结果与真实情况在u i坐标系中表示出来 可以得到e测 e真 r测 r真 一 伏安法测e r的仪器选择与数据处理 例题1 在 用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻 的实验中 1 备有如下器材a 干电池1节b 滑动变阻器 0 20 c 滑动变阻器 0 1k d 电压表 0 3v e 电流表 0 0 6a f 电流表 0 3a g 开关 导线若干其中滑动变阻器应选 电流表应选 只填器材前的序号 2 为了最大限度地减小实验误差 请画出该实验最合理的电路图 3 某同学根据实验数据画出的u i图象如图所示 由图象可得电池的电动势为v 内阻为 4 写出该实验误差的原因 电动势的测量值真实值 内阻的测量值真实值 后两空均选填 大于 等于 或 小于 解析 1 滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好 在该实验中因干电池内阻比较小 故滑动变阻器选择较小一点的即可 故滑动变阻器应选b 也可以从便于调节的角度来分析 应该选择阻值较小的滑动变阻器 电流表的量程要大于电源允许通过的最大电流 对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0 5a 故需要选择0 0 6a 所以电流表应选e 2 电路图如图所示 3 由u i图象可知 纵截距为1 5v 故干电池的电动势为1 5v 内阻 4 由于电压表的分流作用 使电流表读数总是比干路电流小 造成e测 e真 r测 r真 答案 1 be 2 见解析图 3 1 51 4 电压表的分流小于小于 二 实验方案的拓展 例题2 某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻 使用的器材还包括定值电阻 r0 5 一个 开关两个 导线若干 实验原理图如图 a 所示 1 在图 b 的实物图中 已正确连接了部分电路 请完成余下电路的连接 2 请完成下列主要实验步骤 检查并调节电压表指针指零 调节电阻箱 示数如图 c 所示 读得电阻值是 将开关s1闭合 开关s2断开 电压表的示数是1 49v 将开关s2 电压表的示数是1 16v 断开开关s1 3 使用测得的数据 计算出干电池的电动势是 内阻是 计算结果保留两位有效数字 1 2 1 仪器选择 多选 用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中 下列说法错误的是 a 应选用旧的干电池作为被测电源 以使电压表读数变化明显b 应选用内阻较小的电压表和电流表c 移动滑动变阻器的滑片时 不能使滑动变阻器短路造成电流表过载d 使滑动变阻器阻值尽量大一些 测量误差才小解析 伏安法测电池的电动势和内阻实验中 应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表 滑动变阻器阻值不能太大 如果太大不便于调节 答案 bd 1 2 2 实物连线与数据处理 如图a是 测定电池的电动势和内阻 的实验电路 如果采用一节新干电池进行实验 实验时会发现 当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时 电压表读数变化很小 为了较精确地测量一节新干电池的内阻 加接一定值电阻 实验电路原理图如图b 可用以下给定的器材和一些导线来完成实验 器材 量程3v的理想电压表v 量程0 6a的电流表a 具有一定内阻 定值电阻r0 r0 1 5 滑动变阻器r1 0 10 滑动变阻器r2 0 200 开关s 1 2 1 2 1 为方便实验调节且能较准确地进行测量 滑动变阻器应选用 选填 r1 或 r2 2 用笔画线代替导线在图c中完成实