湖南省邵阳市隆回县万和实验学校高中物理 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 实验目的测定电池的电动势和内阻 1 掌握实验电路 实验的原理及实验的方法 2 学会用图象法处理实验数据 实验原理根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式 可以采用下面几种不同的方法测e和r 1 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 因此用电压表 电流表加上一个可变电阻就能测e r 电路图如右图所示 2 由e ir ir知 只要能得到i r的两组数据 列出关于e r的两个方程 从中解出e r 用的器材有电源 开关 电阻箱 电流表 电路图如图甲所示 实验器材 实验步骤 以方案一为例 1 电流表用0 6a量程 电压表用3v量程按右图连接好电路 2 把滑动变阻器滑片移到使电阻最大的一端 3 闭合开关 调节变阻器 使电流表有明显的示数 记录一组数据 i u 填入下面的表格 用同样的方法测量几组i u值 填入表格4 断开开关 整理好器材 数据处理依据以上实验步骤测得数据 可以用以下两种方法得到结果 1 求平均值法利用测得的u i值 求出e r利用 e u1 i1r e u2 i2r求出e1 r1 利用 e u3 i3r e u4 i4r求出e2 r2 利用 e u5 i5r e u6 i6r求出e3 r3 算出它们的平均值 2 图象法 1 以i为横坐标 u为纵坐标建立直角坐标系 根据几组i u的测量数据在坐标系中描点 2 用直尺画一条直线 使尽量多的点落在这条直线上 不在直线上的点 能大致均衡地分布在直线两侧 特别提醒 如果实验中选用电池的内阻较小 则u的变化较小 此时坐标图中的数据点呈下图甲所示的状况 下面大部分空间得不到利用 为此可使坐标轴不从零开始如下图乙所示 把纵坐标的比例放大 可使结果的误差减小些 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图象时描点不很准确 2 系统误差 系统误差来源于未计入电压表的分流 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 如下图甲所示 如果由实验得到的数据作出如下图乙中实线 a 所示的图象 那么考虑到电压表的分流后 得到的u i图象应是下图乙中的虚线 b 由此可见 按甲图所示的实验电路测出的电源电动势e测 e真 电源内阻r测 r真 甲乙 特别提醒 1 外电路短路时 上图甲所示的实验电路中 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 所以乙图中 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 两图线出现了如乙图所示的差异 为了测定干电池的电动势和内阻 现有下列器材 a 6 3v蓄电池 b 干电池一节 c 电压表v 0 3v 15v 内阻约为3k 15k d 电流表a 0 0 6a 3a 内阻约为10 2 e 电流表g 满偏电流3ma 内阻rg 10 f 变压器 g 滑动变阻器 0 20 h 滑动变阻器 0 1000 i 电阻箱 0 9999 j 开关 导线 1 用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻 应选用的变阻器是 用代号回答 2 根据实验要求 用笔画线代替导线在下图上连线 3 某次实验记录如下表 根据表中数据在下面坐标图上画出u i图线 由图可求得e v r 4 用你设计的电路做实验 测得的电动势与电池电动势的真实值相比 填 偏大 偏小 或 相等 测得的内阻与电池内阻的真实值相比 填 偏大 偏小 或 相等 5 如果实验中电压表坏了 选用其他器材进行实验 请画出相应的电路图 解析 1 滑动变阻器作限流用 电路中的电流应较大 故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求 故变阻器选g 2 如图 a 所示 3 描点作图如图 b 图线与纵轴的交点即为电源的电动势e 1 50v 答案 1 g 2 见解析图 a 3 见解析图 b 1 500 80 4 偏小偏小 5 见解析图 c 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池 该同学想测量一下这个电池的电动势e和内电阻r 但是从实验室只借到一个开关 一个电阻箱 最大阻值为999 9 可当标准电阻用 一只电流表 量程ig 0 6a 内阻rg 0 1 和若干导线 1 请根据测定电动势e和内电阻r的要求 设计下图甲中器件的连接方式 画线把它们连接起来 3 在图丙上把描绘出的坐标点连成图线 4 根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势e v 内电阻r 丙 答案 1 见图 2 见图 3 见图 1 欲测定电池的电动势和内阻 除待测电池 开关和导线外 配合下列哪些仪器 可以达到实验目的 a 一只电压表和一个电阻箱b 一只电流表 一只电压表和一个滑动变阻器c 一只电流表和一个电阻箱d 一只电流表和一个滑动变阻器答案 abc 2 温州高二检测 测定电源的电动势和内电阻的实验电路和u i图象如下 回答下列问题 1 如上图甲所示 在闭合开关之前为防止电流表过载 滑动变阻器的滑动触头p应放在 端 2 图乙是根据实验数据画出的u i图象 由此可知被测电源的电动势e v 内电阻r 答案 1 a 2 1 51 3 为了测定一节干电池的电动势和内阻 在下图给出两种实验电路图 由于一般电池的内阻较小 比电压表的内阻小得多 与电流表的内阻相差不多 所以为使测量结果比较准确 应选用图 所示的电路 若实验台上备有下列实验器材 a 电流表 0 0 6a b 电流表 0 3a c 电压表 0 3v d 电压表 0 15v e 滑动变阻器 1750 0 3a f 滑动变阻器 10 2a g 开关h 导线应该选用的器材是 填字母序号 解析 通过电池的电流不能太大 1a以下 故电流表选a 由电源电动势可以知道电压表应选c 滑动变阻器e电流太小 电阻太大 使用不方便 故选f 答案 甲acfgh 4 有两只电压表和 量程已知 电阻未知 另有一干电池 它的内阻不能忽略 但不知等于多少 其电动势数值不超出电压表的量程 干电池不许拆开 现给你上述两只电压表 一个开关s和若干导线 请设计一个测量上述干电池电动势e的实验方案 1 画出测量电路图 2 实验中应测定的物理量是 3 以测得的物理量为已知量 导出计算干电池电动势的公式e 5 给你一个电压表 一个电阻箱 开关及导线等 根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内阻 1 画出电路图 2 实验过程中 将电阻箱拨到45 时 电压表读数为0 90v 若将电阻箱拨到如图甲所示的 时 电压表的读数如图乙所示 是 v 3 根据以上实验数据 可以算出该节干电池的电动势e v 解析 测量电池的电动势和内阻 要依据闭合电路的欧姆定律e u ir 想办法测出u i 只有电压表 可以结合电阻箱的阻值求出电流 两次列方程便可求解 6 如下图所示的电路 测定一节干电池的电动势和内阻 电池的内阻较小 为了防止在调节滑动变阻器时造成短路 电路中用一个定值电阻r0起保护作用 除电池 开关和导线外 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5w d 定值电阻 阻值10 额定功率10w e 滑动变阻器 阻值范围0 10 额定电流2a f 滑动变阻器 阻值范围0 100 额定电流1a 那么 1 要正确完成实验 电压表的量程应选择 v 电流表的量程应选择 a r0应选择 的定值电阻 r应选择阻值范围是 的滑动变阻器 2 引起该实验系统误差的主要原因是 答案 1 30 610 10 2 电压表的分流 7 江苏单科 在测量电源的电动势和内阻的实验中 由于所用电压表 视为理想电压表 的量程较小 某同学设计了如图所示的实物电路 1 实验时 应先将电阻箱的电阻调到 选填 最大值 最小值 或 任意值 2 改变电阻箱的阻值r 分别测出阻值r0 10 的定值电阻两端的电压u 下列两组r的取值方案中 比较合理的方案是 选填 1 或 2 8 上海单科 某同学利用dis 定值电阻r0 电阻箱r1等实验器材测量电池a的电动势和内阻 实验装置如图甲所示 实验时多次改变电阻箱的阻值 记录外电路的总电阻阻值r 用电压传感器测得端电压