高中物理实验测定电池的电动势和内阻（课堂PPT）

1、10 10 实验：测定电池的电动势和内阻实验：测定电池的电动势和内阻1.1.理解闭合电路欧姆定律内容理解闭合电路欧姆定律内容. . 2.2.理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内阻的探究过程定电源的电动势和内阻的探究过程. .3.3.用解析法和图象法求解电动势和内阻用解析法和图象法求解电动势和内阻. . 实验目的实验目的(1)(1)掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法方法. .(2)(2)学会用学会用U-IU-I图线处理数据的方法图线处理数据的方法. .1122EUI rEU

2、I r1221122112I UI UEIIUUrII1.1.伏安法：伏安法：E=U+IrE=U+IrAVSR R一、实验方法和原理一、实验方法和原理2.2.安阻法：安阻法：E=IE=I（R+rR+r）3.3.伏阻法：伏阻法：UE = U+rRA AR RS SV VR RS S 二、实验步骤二、实验步骤1.1.按原理图连接实物图按原理图连接实物图AVSR2.2.把变阻器的滑片移到电阻值最大的一端把变阻器的滑片移到电阻值最大的一端. .3.3.闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，闭合电键，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，用同样的方法测记录一组电流表和电压表的

3、示数，用同样的方法测量并记录几组量并记录几组U U、I I值值. .4.4.断开电键，整理好器材断开电键，整理好器材. .方法一：公式法方法一：公式法改变改变R R的值，从电流表和电压表中读取两组的值，从电流表和电压表中读取两组I I、U U的值，代的值，代入方程组联立求解，多测量几次入方程组联立求解，多测量几次I I、U U的值，算出的值，算出E E、r r取取平均值平均值. . 1122EUI rEUI r1221122112I UI UEIIUUrII三、数据处理三、数据处理E EI I短短方法二：图象法方法二：图象法在坐标纸上以为横坐标，在坐标纸上以为横坐标，为纵坐标，用测出的几组为纵

4、坐标，用测出的几组、值画出图象、值画出图象. .所得直线跟纵轴的交点所得直线跟纵轴的交点即为电动势即为电动势E E的值，图线的值，图线的斜率的绝对值即为内的斜率的绝对值即为内阻的值阻的值. .UrkI思考：思考：考虑电压表的分流作用，大致画出考虑电压表的分流作用，大致画出U-IU-I真实图线真实图线（1 1）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. .（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. .在实验中不要将电流在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内调得太大，每次读完数后立即断电，

5、以免使电动势和内阻发生变化阻发生变化. .（3 3）要测出不少于）要测出不少于6 6组、数据，且变化范围要大一组、数据，且变化范围要大一些些. .四、注意事项四、注意事项（4 4）画）画图线时，应使图线通过尽可能多的点，并图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去太远的点可舍去. .（5 5）画）画U-I U-I 图线时，纵轴的刻度可以图线时，纵轴的刻度可以不从零开始不从零开始，而是，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始，（但横坐标必须从根据测得的数据从某一恰当的值开始，（但横坐标必须从

6、0 0开始开始) )但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线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动势与纵轴的截距仍为电动势E E，图线的斜率的绝对值仍为内，图线的斜率的绝对值仍为内阻阻r.r.小结：在伏安法测电阻的实验中，不论外接还是内接，电小结：在伏安法测电阻的实验中，不论外接还是内接，电表内阻对测量都有影响表内阻对测量都有影响. .思考：在伏安法测电动势和内阻的实验中，电表内阻对思考：在伏安法测电动势和内阻的实验中，电表内阻对测量有无影响呢？如果有，又是怎样影响的？测量有无影响呢？如果有，又是怎样影响的？A AV V电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数vU

7、U端ArII误差原因误差原因: :电压表分流电压表分流适用条件：测量小阻值电阻，即适用条件：测量小阻值电阻，即VrR思考：思考：E E测测和和E E真真的大小关系？的大小关系？r r测测和和r r真真的大小关系？的大小关系？理论推导：理论推导：根据闭合回路欧姆定律，两次测量的方程为：根据闭合回路欧姆定律，两次测量的方程为：1122EUI rEUI r测测测测1221122112I UI UEIIUUrII测测A AV V甲甲若考虑两表内阻，应用欧姆定律有：若考虑两表内阻，应用欧姆定律有：111V222VUEU(I)rRUEU(I)rR真真真真21121221V121212VI UI UEUUI

8、IRUUrUUIIR真真E Er r真测测真电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数vUU端ArII误差原因误差原因: :电流表分压电流表分压适用条件：测量大阻值电阻适用条件：测量大阻值电阻. .即即ArR思考：思考：E E测测和和E E真真的关系？的关系？r r测测和和r r真真的大小关系？的大小关系？V V乙乙A A1122EUI rEUI r测测测测1221122112I UI UEIIUUrII测测12211221A12I UI UEIIUUrRII真真111A222AEUI rI REUI rI R真真真真AEErrRr测测真真测 大家现在知道在测干电池的大家现在知道在测干电池的电动

9、势和内阻的实验中为什么采电动势和内阻的实验中为什么采用甲图了吗？用甲图了吗？ 测定电池电动势还有另外两种方法测定电池电动势还有另外两种方法: :用电阻箱及一只电用电阻箱及一只电表表( (电压表或电流表电压表或电流表),),试画出测量的电路图试画出测量的电路图, ,需要测定的实验需要测定的实验数据有哪些数据有哪些? ?写出计算电动势及内阻的表达式写出计算电动势及内阻的表达式. .AKE,rRVKE,rR112221I RI RrII121221()I IRREII12122112()R R UUrU RU R12122112()UU RREU RUR1.1.用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验

10、中，下列注意用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是事项中错误的是 ( )( )A A应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变应选用旧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 B移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载表过载C C根据实验记录的数据作根据实验记录的数据作U U一一I I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两侧D.D.出于安全的考虑，在选择电表时，量程

11、越大越好出于安全的考虑，在选择电表时，量程越大越好. .D DE rE rA AR R1 1 R R2 2 2. 2.如图所示的电路中，如图所示的电路中，R R1 1、R R2 2为标准电阻，测定电源的为标准电阻，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，则电动势的测量值测量值 真实值，内阻的测量值真实值，内阻的测量值 ，产生，产生误差的原因是误差的原因是 . .等于等于偏大偏大电流表有内阻电流表有内阻3.3.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

12、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. 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. B. 一只电流表和一只电压表一只电流表和一只电压表C. C. 一只电流表和一个电阻箱一只电流表和一个电阻箱D. D. 一只电压表和一个电阻箱一只电压表和一个电阻箱ACDACD 4. 4.请根据下面的请根据下面的U-IU-I图线读出电池的电动势图线读出电池的电动势E=E= _ _ V V，电池的内阻电池的内阻r=r= 1.471.470.760.765.5.要测量一电源的电动势要测量一电源的电动势E E（小于（小于3V3V）和内阻）和内阻r r（约（约11）. .现有

13、下列器材：电压表现有下列器材：电压表V V（3V3V和和15V15V两个量程）、两个量程）、电阻箱（电阻箱（0 0999.9999.9）、定值电阻）、定值电阻R R0 0=3=3、开关和导线、开关和导线. .某同学根据所给器材设计如下的实验电路某同学根据所给器材设计如下的实验电路. .（1 1）电路中定值电阻）电路中定值电阻R R0 0的作用是的作用是 . .保护电源保护电源, ,防止短路防止短路（2 2）请根据电路图甲，在图乙中用笔画线代替导线连接电路）请根据电路图甲，在图乙中用笔画线代替导线连接电路. .R R0 03 3V V1515乙乙V VR RR R0 0S SE E甲甲（3 3）

14、该同学调节电阻箱阻值）该同学调节电阻箱阻值R R，读出对应的电压表读数，读出对应的电压表读数U U，得到两组数据：，得到两组数据：R R1 1=2.0=2.0时，时，U U1 1=2.37V=2.37V；R R2 2=4.0=4.0时，时，U U2 2=2.51V.=2.51V.由这二组数可求得电源的电动势为由这二组数可求得电源的电动势为E=E= V V，内阻为内阻为 r=r= （4 4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法，不）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法，不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议. .2.942.941.21.2解解: :（3 3）r.rRRUUE 3237237201112220U2.51EUr2.51rRR43解得解得 E=2.94V r=1.2 E=2.94V r=1.2 （4 4）多测几组）多测几组R R、U