教科版选修31 第二章第5节 学生实验测量电源的电动势和内阻 课件（25张）.ppt

2 5学生实验 测量电源的电动势和内阻 第二章直流电路 知识回顾 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 新课引入 1 如图所示 当开关闭合时 电压表示数u1 1 3v 电流表示数i1 0 2a 移动滑动变阻器滑片位置 电压表示数u2 1 2v 电流表示数i2 0 3a 电表均为理想电表 求电源的电动势e和内阻r 解 根据闭合电路欧姆定律 e 1 5v r 1 问题思考 问题1 如何测量一节干电池的电动势和内阻 实验原理 闭合电路欧姆定律 实验器材 待测电源 电压表 电流表 滑动变阻器 开关 导线若干 实验电路 伏安法 学生实验 测量电源的电动势和内阻 实验步骤 1 按图连接好电路 开关应处于断开状态 滑动变阻器的阻值调到最大 2 电压表和电流表选择合适的量程 3 闭合开关 调节滑动变阻器 使电表有明显示数 记录第一组数据 i1 u1 第二组数据 i2 u2 用同样的方法多测几组i u的值 4 断开开关 整理好器材 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 实验电路及其实物连线图 甲 数据处理 要测出不少于6组i u数据 且变化范围要大些 用方程组求解时 要将测出的i u数据中 第1和第4为一组 第2和第5为一组 第3和第6为一组 分别解出e r再求平均值 1 解析法 取两组实验数据代入方程求得结果e和r i u 2 图像法 电动势e 纵坐标可以不从0开始 斜率的绝对值表示内阻 1 以电压u为纵轴 电流i为横轴建立u i坐标系 在坐标系平面内描出各组 u i 值所对应的点 2 尽量多地通过这些点作一条直线 不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 以减小偶然误差 3 由于干电池内阻较小 u的变化较小 可使纵坐标不从零开始 此时图像与横轴交点不再表示短路电流 动手实验 按电路图连接测得5 6组数据 并在坐标中作出u i图像 根据图像求得电动势和内阻 注意事项 问题思考 问题2 两个电路图在测量电源电动势和内阻实验中有什么区别 误差分析 误差由电压表的分流引起 把电压表和待测电源看作是一个等效电源 e测 e真r测 r真 误差由电流表的分压引起 把电流表和待测电源看作是一个等效电源 e测 e真r测 r真 问题思考 问题3 你还能想出哪些方法来测量电源的电动势和内阻 伏阻法 原理公式 该电路适用于滑动变阻器阻值很小 电源内阻很小 的情况 安阻法 原理公式 该电路适用于滑动变阻器阻值很大 电源内阻很大 的情况 v a表 变阻器 a表 电阻箱 v表 电阻箱 e u ir e ir ir e u ur r 方法汇总 测定电动势内阻电路 课堂小结 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 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 计算 图线的斜率为0 7 0 37 1 85 r 1 85 ra 0 85 0 85 1 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 c 课堂练习 2 已知太阳能电池组的电动势约为8v 短路电流约为4ma 为了精确测出它的电动势和内阻 除导线和开关外 可供选择的仪器有 a 电流表 量程5ma 内阻约10 b 电流表 量程20ma 内阻约40 c 电压表 量程5 0v 内阻约5k d 电压表 量程15v 内阻约15k e 滑动变阻器电阻4k f 滑动变阻器电阻40k 1 为使实验尽可能方便 准确 仪器应选 用所给器材的代号填写 2 在虚线框内画出电路图 3 该电路测得的电源电动势和真实值相比较 测得的内电阻和真实值相比较 填偏大 偏小或相等 ace 相等 偏大 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