高二物理选修3-1.2.10测定电源的电动势和内阻ppt课件

测定电源电动势和内阻,1,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。,2,1、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,一、思考引入实验原理,3,2、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),4,3、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。,5,V,R2,V,R1,A,R1,R2,6,二、伏安法测电源电动势和内阻实验基本方法,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,7,真实值,测量值,误差分析：,0,E=U+Ir,E测E真,r测r真,E测,注意：由于一般情况下，RA远小于R，所以，作图时E测可用认为等于E真,9,3、系统误差原因分析,r测r真,E测E真,E测=E真,0,0,10,仪器选择：,电流表：,00.6A,电压表:,03V,滑动变阻器:限流式,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,11,实验电路及其实物连线图,甲,12,把所测量的数据代入U=EIr，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,三、实验数据处理,13,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?,14,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。,15,*,*,*,*,*,*,甲,0,16,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,17,四、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),18,例1.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,19,例2.一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下图中画出UI图线，并根据图线读出电池的电动势E=，电池的内阻r=.,1.48,0.76,20,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）,21,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,22,再见！,23,（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、,24,（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：,25,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(102A)和R2(1000.1A)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=1.85r=1.85-RA=0.85,0.85,26,27,二、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。,28,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,0,0,29,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=U1,30,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：,31,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,32,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）,33,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