人教版高中物理选修3-1《测电源电动势和内阻(实验)》(共15张)

1、 实验：测定电池的实验：测定电池的 电动势和内阻电动势和内阻二、实验原理：二、实验原理：闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 E=U+IrE=U+IrrIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE一、实验目的一、实验目的: 测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻AVS甲RAVS乙RE=I1（R1+r）E= I2（R2+r）)1(11rRRUE)2(22rRRUE电阻箱电阻箱电阻箱电阻箱除这些方法外，还有很多方法来测除这些方法外，还有很多方法来测E和和r，但都是以闭合电路欧姆定律为依据来实现但都是以闭合电路欧姆定律为依据来实现I-I-R R法：法：U-RU-R法法：二、实

2、验原理：二、实验原理：闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 vA三：实验步骤三：实验步骤2、按原理图连接实物图、按原理图连接实物图1、仪器选择：、仪器选择：安培表：安培表：00.6A伏特表伏特表: :03V滑动变阻器滑动变阻器: :选用阻值较小的选用阻值较小的,最大阻值最大阻值10203 3：把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大（保护电路）（保护电路）4 4：闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数：闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显示数，记录一组电流表和电压表的示有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组数，用同样的方法测量并记录几组

3、U U，I I值。值。5 5：断开电键，整理好器材：断开电键，整理好器材123456U/V1.371.321.241.181.101.05I/A0.120.200.310.320.500.57记录的电流值怎么变化？为什么？记录的电流值怎么变化？为什么？四：数据处理四：数据处理方法一：公式法方法一：公式法改变改变R R的阻值，从电流表和电压表中读取两的阻值，从电流表和电压表中读取两组组I I、U U的值，代入方程组联立求解，多测量的值，代入方程组联立求解，多测量几次几次I I、U U的值，算出的值，算出E E、r r取平均值取平均值. . E= U1+ I1rE= U4+ I4rE= U2+ I

4、2rE= U5+ I5rE= U3+ I3rE= U6+ I6rE1 r1E2 r2E3 r3E 和和 rU/I/I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.05方法二：图象法方法二：图象法在坐标纸上以轴为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上以轴为横坐标，为纵坐标，用测出几组的，值画出图像用测出几组的，值画出图像最后从图像求出电动势为最后从图像求出电动势为E V 内阻为内阻为r= 1.470.741.001.101.201.301.401.50例例: :在测定电池的电动势和内阻的实验中在测定电池的电动势和内阻的实验中, ,待测电待测电池、

5、开关和导线，配合以下哪组仪器，池、开关和导线，配合以下哪组仪器， 可以达可以达到实验的目的（到实验的目的（ ）A A、一只电流表和一个电阻箱、一只电流表和一个电阻箱B B、一只电流表、一个电压表、一只电流表、一个电压表C C、一只电压表和一个电阻箱、一只电压表和一个电阻箱D D、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A C不考虑电表影响不考虑电表影响测测测测rIUErIUE22111221122112IIUUrIIUIUIE测测考虑电表影响考虑电表影响r 测测 =r+RA r E测测=E解得解得比较得比较得解得解得E、r为真实值为真实值AV乙AARIrIUERIrIUE2221

6、11ARIIUUrIIUIUIE1221122112测测五、系统误差原因分析五、系统误差原因分析思考与讨论：思考与讨论：1、如果实验室准备有新旧电池在该实验中选用什么电池更、如果实验室准备有新旧电池在该实验中选用什么电池更好一些？试说明理由。好一些？试说明理由。使用旧电池好，这样路端电压变化明显，实验误差小使用旧电池好，这样路端电压变化明显，实验误差小2、在实验过程中通电电流能否太大？若电流太大对实验会有什、在实验过程中通电电流能否太大？若电流太大对实验会有什么影响？电流能否太小？太小又会如何？么影响？电流能否太小？太小又会如何？3、为了不使通过电源的电流时间太长，在实验过程中开关应如、为了不

7、使通过电源的电流时间太长，在实验过程中开关应如何使用？何使用？ 不能，不能，I I太大，电池老化严重，内阻很快变大太大，电池老化严重，内阻很快变大电流太小，电压变化不明显，误差大电流太小，电压变化不明显，误差大读数要快，读完立即断开读数要快，读完立即断开* *要测出不小于要测出不小于6 6组、数据，且变化范围要大组、数据，且变化范围要大一些一些* *本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处大位置处* *画画U-I U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始（但而是根据测得的

8、数据从某一恰当的值开始（但横坐标必须从横坐标必须从0 0开始开始) )但这时图线与横轴的交点但这时图线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不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势动势E 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.r.另外一些注意事项：另外一些注意事项：E rAR1 R2 例例1. 如图示的电路中，如图示的电路中，R1 、R2为标为标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，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，则电动如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值势的测量值 真实值，内阻的测真实值，内阻的测量值量值 真实值，产生误

9、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 例例2.在测定电源的电动势和内阻的实验中，待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，可以达测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的到测定目的 （ ）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C D 例例3. 如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，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

10、是正确的是 ( )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

11、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：UIU1IAI1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 (8分分) 现有器材：量程为现有器材：量程为10.0mA、内阻约、内阻约30-40 的电流的电流表一个，定值电阻表一个，定值电阻R1=150，定值电阻，定值电阻R2=100 ，单刀，单刀单掷开关单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约（电动势约1.5V）的电动势。）的电动势。 （1）按要求在实物图上连线。）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： .例例4. R1 R2R1 R2 （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