测定电源的电动势和内阻

1、整理课件整理课件复习回顾：复习回顾：2、电源电动势与内、外电压关系电源电动势与内、外电压关系1、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律rREIEUUUIr外内EI短短（2）图象在横轴上的截距为短路电流）图象在横轴上的截距为短路电流I短短（U=0）（3）图象斜率的绝对值为电源内阻）图象斜率的绝对值为电源内阻（I I=0=0）I/AU/V0 0（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E由由U =E -Ir 可知，可知，U U 是是I I 的一次函数。的一次函数。 IUIEr短整理课件 给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一块电流

2、表、一块电压表、一个电键和导线若干一块电流表、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。如何测量这节电池的电动势和内阻。1122E UIrE UI r思考思考1 1、原理、原理 : ：路端电压：路端电压只要测出几组（至少两组）只要测出几组（至少两组）U U、I I值就可求出值就可求出E E、r r闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律r：通过电源的电流：通过电源的电流2 2、实验基本电路、实验基本电路 AV甲甲AV乙乙U-I法法整理课件真实值真实值测量值测量值误差分析：误差分析：0E = U + IrE测测 E真真r 测测 r真真 E测测 E = U + Ir整理课件E

3、 E测测 EE真真r r 测测 r r r真真 AV乙E E测测 = E= E真真1U.2U.测测EIU1AU2AU1I2IARrr真测0水果电池水果电池内阻内阻较大较大3 3、系统误差原因分析、系统误差原因分析 一般采用一般采用甲图甲图电路误差较小电路误差较小适宜测适宜测小小内阻电源内阻电源适宜测适宜测大大内阻电源内阻电源可采用乙图可采用乙图或或电流表内阻电流表内阻已知时使用已知时使用整理课件 一个同学用同一套器材，用如图所示的甲乙两种不一个同学用同一套器材，用如图所示的甲乙两种不同电路先后两次测定同一电池的电动势和内阻，他在同电路先后两次测定同一电池的电动势和内阻，他在同一坐标纸中作出了两

4、次测定的同一坐标纸中作出了两次测定的U-I图线，如图所示。图线，如图所示。图中图中AC两点非常接近。试问两点非常接近。试问电池的电动势、内阻的电池的电动势、内阻的真实值是多少？真实值是多少？电流表的内阻是多少？电流表的内阻是多少？E E真真 =3V=3Vr r真真 = =r rA A = =整理课件仪器选择：仪器选择：电流表：电流表：0 00.6A0.6A电压表电压表: :0 03V3V滑动变阻器滑动变阻器: :由测量电流确定，一般电流由测量电流确定，一般电流在在0.2A-0.4A,0.2A-0.4A,选用阻值较小选用阻值较小的，便于调节的，便于调节vA实验电路及其实物连线图实验电路及其实物连

5、线图甲整理课件4 4、实验数据处理、实验数据处理2121211IIIUUIE 把所测量的数据代入把所测量的数据代入U = EIr， 计算出计算出 ， 21121IIUUr 同理，把其它几组同理，把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来，算出来， 用公式，用公式， 即为所测电源的电动势和内阻。即为所测电源的电动势和内阻。3EEEE3213rrrr321 平均值法平均值法整理课件图象法图象法EI短短（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势）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）图象在横轴上的截距为短路电流I短短（U=0）（3）图象斜率的绝对值为电源内阻）图象斜率的绝对

6、值为电源内阻U0由由U =E -Ir 可知，可知，U U 是是I I 的一次函数。的一次函数。 （I I=0=0）I/AU/V0 0图象在横轴上的截距图象在横轴上的截距还是短路电流吗？还是短路电流吗？讨论讨论: :将图线延长将图线延长, ,与横纵轴的交点各代表什么情况与横纵轴的交点各代表什么情况? ?I/AIUIEr短整理课件01.51.00.80.40.60.21.11.21.31.4UI不考虑在坐标纸上以电流在坐标纸上以电流I I 为横轴，路端电压为横轴，路端电压U U 为纵轴，描点为纵轴，描点连线画出连线画出U-I U-I 图线，并延长图线，并延长U-I U-I 图线与坐标轴相交，图线与

7、坐标轴相交，（1 1）图线跟纵轴的交点即为电动势）图线跟纵轴的交点即为电动势E E的值；的值；（2 2）图线斜率的绝对值即为内阻的值。）图线斜率的绝对值即为内阻的值。整理课件I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3丙丙1.5U/V00.51.01.5I/A0.10.20.30.40.5*甲甲I/A乙乙0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.10整理课件五、重要注意事项五、重要注意事项（1 1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片位置）本实验在电键闭合前，变阻器滑片位置.（2 2）使用内阻较大一些的旧电池使用内阻较大一些的旧电池. 实验中不要将电流调得太大，每实

8、验中不要将电流调得太大，每次次读完数后立即断电读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化，以免使电动势和内阻发生变化.（4 4）画）画U-I U-I 图，描点连线时，应使图线通过尽可能多图，描点连线时，应使图线通过尽可能多 的点，的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点偏离直线太远的点可舍去可舍去。阻值最大位置处阻值最大位置处（3）要）要测出测出6组组I、U数据数据，且，且变化范围要大一些变化范围要大一些.（5）画）画U- -I 图线时，图线时，纵轴的刻度纵轴的刻度可以不从零开始可以不从零开始,而是根据测得而是根据测得的数据的数据从某

9、一恰当的值开始从某一恰当的值开始(但但横坐标必须从横坐标必须从0开始开始)这时图线这时图线与横轴的交点不再是短路电流与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动，而图线与纵轴的截距仍为电动势势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.整理课件U/I/例例1. 一位同学记录的一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据组数据见表。试根据这些数据在下图中画出在下图中画出UI图线，并根据图线读出电池的电动图线，并根据图线读出电池的电动势势E= ，电池的内阻，电池的内阻 r = .I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.1

10、00.571.051.480.76整理课件2、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、简便的方法是法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是 （ ） A A测出两组测出两组I I、U U的数据，代人方程组：的数据，代人方程组：E EU U1 1十十I I1 1r r和和E EU U2 2十十I I2 2r r，求出求出E E和和r rB B多测几组多测几组I I、U U的数据，求出几组的数据，求出几组E E、r r，最后分别求出其平均，最后分别求出其平均值值C C测出多组测出多组I I、U U

11、的数据，画出的数据，画出U UI I图象，再根据图象求图象，再根据图象求E E、r rD D多测出几组多测出几组I I、U U数据，分别求出数据，分别求出I I和和U U的平均值，用电压表测的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势出断路时的路端电压即为电动势E E，再用闭合电路欧姆定律求出，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。内电阻。C整理课件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，正确的是是 ( )A .由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实 值；值；B. 由于电流表的分压

12、作用，使内电阻的测量值大于真实值；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；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；由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值； vA解：解： E = U + Ir ， I=(IA +U/RV) ，由于电压表的分流由于电压表的分流作用，对于每个电压值作用，对于每个电压值U1 ，测得的电流，测得的电流IA小于总电流小于总电流I1，U越大，越大，I A跟跟I1相差越大，相差越大， 画出的图线应为实线所示：画出的图线应为实线所示：UI

13、U1IAI1所以内电阻的测量值小于真实值。所以内电阻的测量值小于真实值。C整理课件 某同学在实验室先后完成下面二个实验：某同学在实验室先后完成下面二个实验：测定一节干电池的电动势和内电阻；测定一节干电池的电动势和内电阻；描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)用用实验测量得到数据作出实验测量得到数据作出U一一I图线如图中图线如图中a线线, 实验所测干电池的实验所测干电池的电动势为电动势为 V,内电阻为内电阻为 .05年徐州市第二次质量检测年徐州市第二次质量检测12、 00.5 1.0 1.5 2.0 2.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Va1.500.75整理课件

14、(2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误为减小实验误差差,方便调节方便调节,请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材中选取适当的电路或器材,并将它们的编号填在横线上并将它们的编号填在横线上.应选取的电路是应选取的电路是 ,滑动变阻器应选取滑动变阻器应选取 E总阻值总阻值15，最大允许电流，最大允许电流2A的滑动变阻器的滑动变阻器F总阻值总阻值200，最大允许电流，最大允许电流2A的滑动变阻器的滑动变阻器G总阻值总阻值1000，最大允许电流，最大允许电流1A的滑动变阻器的滑动变阻器SVARLE rV

15、AE rSVAE rSVARLE r SABCDCE整理课件(3)将实验将实验中得到的数据在实验中得到的数据在实验中同一中同一U-I坐标系坐标系内描点作图，得到如图所示的图线内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验，如果将实验中的电池与实验中的电池与实验中的小灯泡组成闭合回路，此时小中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为灯泡的实际功率为 ，若将两节与实验若将两节与实验中相同的干电池串联后与该小中相同的干电池串联后与该小 灯泡组成闭合回路，灯泡组成闭合回路，则此时小灯泡的则此时小灯泡的电压为电压为 ，实际功率为实际功率为 . 00.5 1.0 1.5 2.0 2.50.51.01.5

16、2.02.53.0I/AU/Vab解：解：P1=0.601.20=0.72W 0.720.02W画出这时的画出这时的U-I图线如图图线如图c示示c0.850.88VP2=0.881.40=1.23W1.21.3W整理课件小试牛刀小试牛刀： 某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内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阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约，内阻约1，电压，电压表表(0-3V,3k),电流表电流表(0-0.6A,1.0),滑动变阻器有滑动变阻器有R1(10 2A)和和 R2(100 0.1A)各一只各一只;(1)实验中滑动变阻器应选用实验中

17、滑动变阻器应选用 (选填选填R1或或R2).(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路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在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的得到如图丙所示的U-I图线图线,由图线可较准确求出该电源电动势由图线可较准确求出该电源电动势E= V; 内阻内阻r= .1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA图甲图甲图乙图乙R11.50图线的斜率为图线的斜率为0.7/0.37=1.85 r=1.85-RA=0.85 0.85整理课件给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、给你一节使用过的

18、干电池、一个变阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干一块电流表、一个电键和导线若干, ,如如何测量这节电池的电动势和内阻。何测量这节电池的电动势和内阻。原理：原理：E=E=I I（R R+r)+r)I- -R法：法：实验设计实验设计A AR1R2 E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r)EE测ArrRr测rIER-r斜率斜率K=ER0I1A AR整理课件E rAR1 R2如图示的电路中，如图示的电路中，R1 、R2为标准电阻，为标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如果偶测定电源的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测然误差可以忽略不计，则电动势的测量值量值 真实值，内阻的测量

19、值真实值，内阻的测量值 真实值，产生误差的原因真实值，产生误差的原因是是 。等于等于偏大偏大电流表有内阻电流表有内阻E=I1（R1+ RA+ r） E=I2（R2+ RA+ r） )R(RIIIIE122121真A211122RIIRIRIr真整理课件 （8分）现有器材：量程为分）现有器材：量程为10.0mA、内阻、内阻约约30-40的电流表一个，定值电阻的电流表一个，定值电阻R1=150，定值电阻，定值电阻R2=100，单刀单掷开关，单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约材测量一干电池（电动势约1.5V）的电动势。）的电动势。（1）按要求在

20、实物图上连线。）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用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为为= ，式中各直接测得量的意义是：，式中各直接测得量的意义是： .2002年河南高考年河南高考12、R1 R2R1 R2整理课件 （1）连图：左图只用）连图：左图只用R1接入电路；右图接入电路；右图用用R1和和R2串联接入电路。串联接入电路。 22121RIIII（2） I1是外电阻为是外电阻为R1时的电流，时的电流， I2是外电阻为是外电阻为R1和和R2串联时的电流串联时的电流.测量原理测量原理：mAR1mAR2R1E=I1（R1+ Rg+ r） E=I2（

21、 R1+ R2+ Rg+ r） 联立联立 解得解得22121RIIIIE注意注意：若只用：若只用R2接在电路中，则电流将超过电接在电路中，则电流将超过电 流表的量程，所以用流表的量程，所以用 R1和和R2串联接入电路。串联接入电路。 解答解答：整理课件某研究性学习小组利用右图所示电路测量电池组的电某研究性学习小组利用右图所示电路测量电池组的电动势动势E和内阻和内阻r。根据实验数据绘出如下图所示的。根据实验数据绘出如下图所示的小试牛刀：小试牛刀：2006年天津理综卷年天津理综卷22(3)、R1/I图线，其中图线，其中R为电阻箱读数，为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到为电流表读数，由此可以

22、得到E V，r 。ARE rS103.01.0 2.0202468/A1IR/解：解： E=I(R+r） R= E/I - r在在R1/I图线中，图线中，斜率等于电动势的数值，斜率等于电动势的数值， E=(10+0.9)/3.8=2.9V截距的绝对值等于内阻的数值截距的绝对值等于内阻的数值, r=0.92.90.9整理课件给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、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一块电压表、一个电键和导线若干, ,如何如何测量这节电池的电动势和内阻。测量这节电池的电动势和内阻。rRUUE222rRUUE111原理：原理：E=E=U U+ +URr实验

23、设计实验设计U-R法：法：EE测rr测V VR2V VR1 111rUE ER0R1U1整理课件练习练习 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一只电流表和一只电压表C. 一只电流表和一个电阻箱一只电流表和一个电阻箱 D. 一只电压表和一个电阻箱一只电压表和一个电阻箱BCD整理课件U-I法法: :I-R法：法：U-R法：法：ARs1122EUI rEUI r E=

24、I1(R1+r) E=I2 (R2+r)rRUUE222rRUUE111E测测 E真真E测测 E真真AV乙乙AV甲甲E测测 = E真真E测测 = E真真r 测测 r真真 r 测测 r真真 r 测测 r真真 VRK整理课件变式三今有一个阻值为变式三今有一个阻值为55的定值电阻，一个理想电压表的定值电阻，一个理想电压表( (量程大量程大 于电源电动势于电源电动势) )，开关及导线若干，能否测电源电动势和，开关及导线若干，能否测电源电动势和 内阻？内阻？（2）主要步骤：）主要步骤：（3）电源电动势和内阻：）电源电动势和内阻：RUUUr221闭合闭合K1 、 K2 ，记下电压表读数记下电压表读数U2（

25、1）电路如图所示：）电路如图所示： 断开断开K2、闭合、闭合K1，记下电压表读数记下电压表读数U1E=U1整理课件变式四今有一个阻值为变式四今有一个阻值为1010的定值电阻，一个电压表，开关和导的定值电阻，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）。量程大于电动势，电源内阻约为几欧）。要求：要求： 画出实验电路图画出实验电路图 简要写出完成接线后的实验步骤简要写出完成接线后的实验

26、步骤 写出需测量的量，计算电源内阻的表达式写出需测量的量，计算电源内阻的表达式 （1）电路如图所示：）电路如图所示： （2）主要步骤：）主要步骤：断开断开K2、闭合、闭合K1，记下电压表偏转格数记下电压表偏转格数N1 闭合闭合K1 、 K2 ，记下电压表偏转格数记下电压表偏转格数N2 （3）电源内阻：）电源内阻：221221NNN10RNNNr 整理课件变式五有两只伏特表变式五有两只伏特表V V1 1和和V V2 2，量程已知，内阻不知，另有一干，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表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干