测定电源电动势和内阻及误差分析PPT课件

.,1,测定电源电动势和内阻,.,2,一、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,还可以：,U=IR,电流表、两个定值电阻,I=U/R,电压表、两个定值电阻,.,3,二、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,.,4,3、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,.,5,一、实验原理,1、实验原理：由E=U+Ir和E=U2+I2r计算求得E和r2、注意事项：（1）仪器的选择：电流表选择00.6A，电压表选择03V，滑动变阻器采用限流接法，且阻值选择较小的为好。,为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。,.,6,实验电路图,.,7,注意事项:,（2）干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。,（3）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值再平均。,在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。,.,8,二、处理数据方法：（1）计算法（2）图象法,1、特点：A点电压值为电动势的值,直线AB的斜率的绝对值为内阻值.2、注意：纵坐标的起点值,.,9,误差分析有三种方法：计算法、图象法、等效法。,.,10,三、误差分析（一）：,（1）计算法：(相对电源A外接）设E和r为测量值,E1和r1为真实值由E=U+Ir和E=U2+I2r解得E=(I2U1I1U2)/（I2-I1）r=（U1U2）/（I1I2）若考虑电流表和电压表的内阻，对于图（1）有：E1=U1+（I1+U1/RV）r1E1=U2+（I2+U2/RV）r1解得：E1=（I2U1I1U2）/（I2I1）（U1U2)/RV）r1=（U1U2）/（I2I1）（U1U2）/RV比较得：EE1rr1,.,11,误差分析（二）：,（2）图象法：先画测量线,再画真实线,I真=I+IVI真=I+U/RV当U=0时，I真=I当U越大时，IV越大。从图可知：E测E真r测r真,U,I,U1,U2,I测,I真,0,真实线,测量线,.,12,误差分析（三）：等效法,可以把电源和电压表看成一个整体，这样测得的就是这个整体的端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。根据戴维宁定理，这个整体的电动势相当于开路时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和电压表并联的阻值。即：,.,13,从电源看：如电流表内接,如不考虑电表影响：,，,由于电流表的分压，电压表的示数U不是电源的路端电压U0，有Ur真,.,17,二、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,.,18,3、用电压表、定值电阻测电池的E、r,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,电阻箱,.,19,例题一,要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r（约几欧），提供下列器材：电压表V1（量程3v、电阻1k),电压表V2（量程15V，内阻2k）,电阻箱（0999），电键，导线若干。某同学用量程为15V的电压表连接成如图所示电路，实验步骤如下：（1）合上电键S，将电阻箱R阻值调到R1=10，读得电压表的读数为U1；（2）将电阻箱R阻值调到R2=20，读得电压表读数为U2，由U1=EU1r/R1,U2=EU2r/R1,解得E、r为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？,。,R,V,Er,S,.,20,例题一解析：,因为电源是两节干电池,E=3V,选用量程为15V的电压表,表盘利用率不大,表的指针不可能指到量程的1/2,测量时,系统误差较大.故应选用量程为3V的电压表进行测量.若用两个方程求解,所取数据只有两组带来较大的偶然误差,故应用图线取值较为准确.提出：若用一节干电池，可否测电池的电动势？哪个效果好？,.,21,例题二,现有器材：量程为10.0mA、内阻约3040的电流表一个,定值电阻R1=150,定值电阻R2=100,单刀单掷开关S,导线若干.要求利用这些器材测量一干电池的电动势（电动势约1.5V）（1）按要求在实物图上连线.（2）用已知量和直接测得量表示待测电动势的表达式为E=,式中各直接测得量的意义是：,。,mA,R1,