测量电源的电动势和内电阻课件(鲁科选修)

1、第第3节测量电源的电动势和内电阻节测量电源的电动势和内电阻1通过对电源的电动势和内电阻的测量，知道本实验的设通过对电源的电动势和内电阻的测量，知道本实验的设计原理和方法，会使用常见的基本仪器计原理和方法，会使用常见的基本仪器2通过对实验数据的收集处理，学会用通过对实验数据的收集处理，学会用“代数法代数法”和和“图图象法象法”分析处理实验数据分析处理实验数据3培养用数学方法处理物理问题，发现物理规律的能力培养用数学方法处理物理问题，发现物理规律的能力1实验原理：应用闭合电路欧姆定律即实验原理：应用闭合电路欧姆定律即EUIr.2实验所用电路图：实验所用电路图：(如下图所示如下图所示)1待测电池待测

2、电池1节；节；2滑动变阻器一只滑动变阻器一只(0100 )；3电压表电压表(03 V)；4电流表电流表(00.6 A)；5开关开关1只；只；6导线若干导线若干一、仪器安装一、仪器安装1电流表用电流表用0.6 A量程，电压表用量程，电压表用3 V量程，按原理图连接量程，按原理图连接好电路；好电路；2把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端；把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端；二、测量与记录二、测量与记录1闭合开关、调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一闭合开关、调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数组电流表和电压表的示数2用同样的方法，测量并记录几组用同样的方法，测量并记录几

3、组U、I数值并记录下来数值并记录下来三、整理仪器与数据处理三、整理仪器与数据处理1断开开关、整理好仪器断开开关、整理好仪器2根据测量的数据绘制根据测量的数据绘制UI图线，所得图线的延长线与图线，所得图线的延长线与U轴交点即为电源电动势轴交点即为电源电动势E，图线斜率的绝对值即为电池的内阻，图线斜率的绝对值即为电池的内阻r(也可解方程组计算出也可解方程组计算出E、r)3处理数据的方法处理数据的方法1使用内阻大些使用内阻大些(用过一段时间用过一段时间)的干电池，在实验中不要的干电池，在实验中不要将将I调得过大，一般不超过调得过大，一般不超过0.5 A，每次读完，每次读完U、I读数立即断电，读数立即

4、断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化明显变化2测出不少于测出不少于6组组(I，U)数据，且数据，且U、I变化范围尽量大变化范围尽量大些些3在画在画UI图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各图线时，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，而不要顾及个别离开较远的点以减点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减小偶然误差小偶然误差5合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，电压表选取电压表选取03 V量程，电流表选取量程，电流表选取00.6 A量程量程由于

5、电压表的分流作用，电动势由于电压表的分流作用，电动势E、内阻、内阻r的测量值均小于的测量值均小于真实值真实值 在测定一节干电池在测定一节干电池(电动势约为电动势约为1.5 V，内电阻约为，内电阻约为2 )的的电动势和内电阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供电动势和内电阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供选选A电压表量程为电压表量程为15 VB电压表量程为电压表量程为3 VC变阻器为变阻器为(20 ，3 A) D变阻器为变阻器为(500 ，0.2 A)(1)电压表应该选电压表应该选_(填填“A”或或“B”)，这是因为，这是因为_(2)变阻器应选变阻器应选_(填填“C”或或“D”)，这是因

6、为，这是因为_【解析【解析】由于电源电动势约为由于电源电动势约为1.5 V，故选量程为，故选量程为03 V的电压表的电压表B，读数既准确，又方便；，读数既准确，又方便；D滑动变阻器的额定电流太滑动变阻器的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便，故选小，最大阻值太大，调节不方便，故选C变阻器变阻器选电压表、电流表时不要认为量程越大越好，应使指针偏选电压表、电流表时不要认为量程越大越好，应使指针偏转大些，以减小读数时的相对误差滑动变阻器的选取以调节转大些，以减小读数时的相对误差滑动变阻器的选取以调节方便为原则，既考虑最大阻值，又要看额定电流是否符合要方便为原则，既考虑最大阻值，又要看额定电流是否符

7、合要求求如图所示，是测量两节干电池组成的串联电池组的电动如图所示，是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内阻的实验所用器材，用实线将它们连成实验电路势和内阻的实验所用器材，用实线将它们连成实验电路【解析【解析】首先画出实验电路图如下图首先画出实验电路图如下图a所示，依据电路图所示，依据电路图连接实物如图连接实物如图b所示因为待测电源电动势约为所示因为待测电源电动势约为3 V，所以电压，所以电压表选用表选用03 V的量程；干电池的允许电流一般在的量程；干电池的允许电流一般在0.5 A左右，所左右，所以电流表应选用以电流表应选用00.6 A的量程；还有一点就是注意开关闭合前，的量程；还有一点就

8、是注意开关闭合前，要使变阻器接入电路的阻值尽量大些，保护电流表，以防烧要使变阻器接入电路的阻值尽量大些，保护电流表，以防烧坏坏连接实物电路图时，要注意以下几点：连接实物电路图时，要注意以下几点：(1)先画出原理图，这是连接实物的依据；先画出原理图，这是连接实物的依据；(2)先接干路，再接支路，例如本题中电压表可看做支路，先接干路，再接支路，例如本题中电压表可看做支路，因此先把电源、开关、电流表、滑动变阻器依顺序连成闭合电因此先把电源、开关、电流表、滑动变阻器依顺序连成闭合电路路(3)注意电源的正负极、电表的正负接线柱、电表量程的选注意电源的正负极、电表的正负接线柱、电表量程的选择以及滑动变阻器

9、接线柱的合理选用择以及滑动变阻器接线柱的合理选用 用电流表和电压表测定电池的电动势用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻和内电阻r，所用电，所用电路如下图路如下图(a)所示，一位同学测得的所示，一位同学测得的6组数据如下表所示组数据如下表所示.组别组别123456电流电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压电压U/V1.371.321.241.181.101.05(1)试根据这些数据在下图试根据这些数据在下图(b)中作出中作出UI图线图线(2)根据图线求出电池的电动势根据图线求出电池的电动势E_ V，电池的内电，电池的内电阻阻r_ .【答案【答案】见解析见解析【误区警

10、示】【误区警示】为了充分利用为了充分利用UI坐标的空间，纵轴坐标的空间，纵轴U的刻的刻度不是从度不是从0开始，因此横轴上截距不再是短路电流开始，因此横轴上截距不再是短路电流 (2009年北京卷年北京卷)某同学通过查找资料自己动手制作了一个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电池该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻和内电阻r，但是，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为最大阻值为999.9 ，可，可当标准电阻用当标准电阻用)、一只电流表、一只电流表(量程量程Ig0.6 A，内阻，内阻rg0.1 )和若和若干导

11、线干导线(1)请根据测定电动势请根据测定电动势E和内电阻和内电阻r的要求，设计下图甲中器的要求，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，内电阻r_ .【解析【解析】(1)先设计实验电路图，然后再根据电路图连先设计实验电路图，然后再根据电路图连线由欧姆定律线由欧姆定律EI(Rr)知，只要知道两组外电阻和电流值，知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源电动势和内阻因此，直接将可变

12、电阻和电流就可以解出电源电动势和内阻因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行表串联在电路中就行(2)由电表可读出此时电流为由电表可读出此时电流为0.50 A，则坐标为，则坐标为(2,2.6)再在再在坐标纸上描出该点坐标纸上描出该点(3)剔除明显有误差的点，将其他点用平滑的曲线连接起来，剔除明显有误差的点，将其他点用平滑的曲线连接起来，得到一条直线得到一条直线用物理图象分析解答问题：用物理图象分析解答问题：(1)要将图象和物理表达式相结合要将图象和物理表达式相结合(2)图象上的截距、斜率一般都有非常重要的物理意义图象上的截距、斜率一般都有非常重要的物理意义1用伏安法测电池的电动势和内电阻的实

13、验中，下列注意用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中正确的是事项中正确的是()A应选用新的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变应选用新的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显化比较明显B应选用内阻较小的电压表和电流表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，以移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路，以免造成电流过载免造成电流过载D根据实验记录的数据作根据实验记录的数据作UI图象时，应通过尽可能多的图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两

14、侧【答案【答案】CD2为了测定一节干电池的电动势和内阻，在下图给出两种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，比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多与电流表的内阻相差不多)所以为使测量结果比较准确，应选所以为使测量结果比较准确，应选用图用图_所示的电路所示的电路若实验台上备有下列实验器材：若实验台上备有下列实验器材：A电流表电流表(00.6 A)B电流表电流表(03 A)C电压表电压表(03 V)D电压表电压表(015 V)E滑动变阻器滑动变阻器(1 750 ，0.3 A)F滑动变阻器滑动

15、变阻器(10 ，2 A)G开关开关H导线导线应该选用的器材是应该选用的器材是_(填字母序号填字母序号)【解析【解析】通过电池的电流不能太大通过电池的电流不能太大(1 A以下以下)，故电流表，故电流表选选A，由电源电动势可以知道电压表应选，由电源电动势可以知道电压表应选C，滑动变阻器，滑动变阻器E电流电流太小，电阻太大，使用不方便，故选太小，电阻太大，使用不方便，故选F.【答案【答案】甲甲ACFGH3给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等，根据闭给你一个电压表、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

16、图画出电路图(2)实验过程中，将电阻箱拨到实验过程中，将电阻箱拨到45 时，电压表读数为时，电压表读数为0.90 V；若将电阻箱拨到如下图甲所示的；若将电阻箱拨到如下图甲所示的_ 时，电压表的读时，电压表的读数如下图乙所示，是数如下图乙所示，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【解析】测量电池的电动势和内阻，要依据闭合电路的测量电池的电动势和内阻，要依据闭合电路的欧姆定律欧姆定律EUIr，想办法测出，想办法测出U、I，只有电压表，可以结合，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电阻箱的阻值

17、求出电流，两次列方程便可求解【答案【答案】(1)如下图所示如下图所示(2)1101.12(3)1.344.如右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻电如右图所示的电路，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中用一个定值电阻R0起保护作用除电池、开关和导线外，可起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：供使用的实验器材还有：(a)电流表电流表(量程量程0.6 A、3 A)；(b)电压表电压表(量程量程3 V、15 V)；(c)定值电阻定值电阻(阻值阻值1 、额定功

18、率、额定功率5 W)；(d)定值电阻定值电阻(阻值阻值10 、额定功率、额定功率10 W)；(e)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围010 、额定电流、额定电流2 A)(f)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围0100 、额定电流、额定电流1 A)那么那么要正确完成实验，电压表的量程应选择要正确完成实验，电压表的量程应选择_ V，电，电流表的量程应选择流表的量程应选择_ A；R0应选择应选择_ 的定值电的定值电阻，阻，R应选择阻值范围是应选择阻值范围是_ 的滑动变阻器的滑动变阻器引起该实验系统误差的主要原因是引起该实验系统误差的主要原因是_【答案【答案】30.61010电压表的分流电压表的分流5某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为所用滑动变阻器的阻值范围为020 ，连接电路的实物图如下，连接电路的实物图如下图所示图所示(1)该学生接线中错误的和不规范的做法是该学生接线中错误的和不规范的做法是_A滑动变阻器不起变阻作用滑动变阻器不起变阻作用B电流表接线有错电