学年高二物理粤教选修同步课件：实验：测电源电动势和内阻张

实验：测电源电动势和内阻电路1．掌握测量电源电动势和内阻的原理．2．能够画出测电源电动势和内阻的原理图，并能连好实物图．3．能够运用“代数法”和“图象法”处理实验数据1．实验目的：测定电源的电动势和内阻．2．实验原理(1)图1中，电源电动势E、内电阻r、与路端电压U、电流I的关系可写为E＝________.图1

U＋Ir

(2)图2中，电源电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为E＝________.(3)图3中，电源E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为E＝________.图2图3I(R＋r)

考点一实验原理和实物连线用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量电源电动势和内阻．原理：E＝U＋Ir.对于给定的电源，E和r是一定的，由闭合电路可知，I和U都随负载电阻R的变化而变化，在图1的实验电路中，改变R的阻值，可以测出两组I和U的数据，然后代入闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可得方程组E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r.解此方程组，可得电动势和内阻的测量值：

测量电源的电动势E及内阻r(E≤3V，r约为1.5Ω)．器材：量程为3V的理想电压表，量程为0.5A的电流表(具有一定的内阻)，滑动变阻器，开关K，导线若干．(1)画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出．(2)根据电路图将图4的仪器连成实验电路图．(3)实验中，当电流表读数为时I1，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E＝________，r＝________.(用I1，I2，U1，U2及R表示)解析：(1)设计实验电路原理图如图所示(2)如图所示(3)由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，由E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，可得：图5图6答案：(1)、(2)见解析图

(3)

练习1．某学生用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，连接电路的实物图如图所示．答案：(1)ABCD

(2)略(1)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B．电流表的接线有错C．电压表量程选用不当D．电压表的接线不妥(2)画出这个实验的正确电路图．考点二仪器选择1．电压表和电流表：在满足所测电流(电压)不超过电流表(电压表)量程的情况下，尽量选择小量程的电表，以提高测量的精确度，减小误差．2．滑动变阻器：在本实验中滑动变阻器一般采用限流接法，由于中学实验所用电源电动势一般较小，所以选择阻值较小的变阻器有利于测量I和U.练习2．在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中：(1)移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止________________________________________________________________________．(2)现备有以下器材：A．干电池1个B．滑动变阻器(0～50Ω)C．滑动变阻器(0～1750Ω)D．电筹压表(0～3参V)E．电阵压表(0～15盈V趣)F．电拳流表(0～0.罩6劈燕A)G．电搞流表(0～3妇A)其中漠滑动推变阻聪器应沸选__督__中__桌__，电舅流表鼓应选__携__有__丘__，电碗压表谜应选__去__纽奉__卧__．解析叮：在使浪用滑哨动变浓阻器亲时容坏易因犬滑动禾过快限而将客滑片悲滑出授，与膏金属游接触盒，从港而造戴成短踏路．蚂因为会待测育电源葬电动叛势约有为1.与5存V，所丈以电享压表概选用0～3讨V的量气程，蒙干电刃池的填允许摩电流愁一般森在0.窑5滔A左右撑，所馋以电柳流表另应选乘用0～0.抓6倦A的量什程；蓝滑动冻变阻锹器一世般采狭用限使流接责法，哲为了量方便陪调节野，要优选阻输值稍速小的东滑动出变阻帆器．烈注意纺开关雕闭合炊前，帝要使界滑动吃变阻夜器接妻入电顺路的混阻值轿尽量钢大些呀，保枕护电崖流表臂以防理烧毁肤．答案梦：(1矿)短路(2雹)BFD考点批三隔数据扫处理1．计算税法用伏屋安法岁测电椒源E和r，对兽于给酱定的晌电源僻，E和r是一眼定的替，在骡右图屋的实岔验电貌路中际，改蜂变R的阻钢值，殖可以浴测出纯多组I和U值，丽代入U＝E－Ir可分剩别得访到E＝U1＋I1rE＝U2＋I2rE＝U3＋I3r……以上雕方程浙两两泼组成灯方程扔组，杂可求糠得多信组E、r值，基为减梢小误超差取靠其平歌均值箭作为府电池学的电闭动势户和内槐阻的记大小倾．2．图争象法由U＝E－Ir说明U和I是一寨次函意数关桥系，讽所以药可在叛在U­I坐标江平面脊内描飘出各棚组U、I对应倡的点戒，然专后通仗过这觉些点瓜画一痕直线牺，如项右图是所示视，直烤线与杂纵轴湿交点析的纵示坐标似就是劳电池蒸的电豆动势告的大持小E，直秩线与问横轴习交点姥的坐蛇标就潮是电限池的粉短路右电流I0＝辰，图欧线斜香率的消绝对波值为问电源冷内阻r的大泥小．扩但要稠注意谋，有懂时纵顶轴起载点不婶是零忍，这耍时图罩线与碎横轴祥的交及点不探是短斥路电雪流，坛图线科斜率罪的绝请对值套仍是毅内阻肢值，可与纵沾轴的花交点珠坐标向值仍逗为电纪源电哪动势伴值．例如验，干锤电池懂内阻就较小赏时，U的变业化较鱼小．鞭此时旋，坐任标图恳中数春据点拍将呈缎现如盼图甲辈所示再的状香况，炊使下线部大瘦面积江空间恳得不遥到利恼用．踏为此基，可票使纵鸟坐标惊不从各零开扁始，析如图厕乙所坐示，嚷把坐构标的钥比例灰放大得，可怀使结腰果的杜误差谁减小扩．此翅时图牌线与牵横轴降交点装不表爬示短馆路电涌流．闯另外怎，计趟算内亚阻要撤在直宣线上陪任取肥两个萝相距腿较远瞧的点瞧，计亚算出饥电池篮的内桐阻r.在“用电品流表英和电滑压表袋测电竭池的搏电动蓝势和或内阻”的实骡验中晶，提报供的著器材虎有：A．干浴电池册一节B．电总流表(量程0.乱6墨A)C．电销压表(量程3者V)D．电医键S和若惜干导与线E．滑功动变吉阻器R1(最大故阻值20劲Ω，允悔许最浸大电舍流1驱A)F．滑浸动变欺阻器R2(最大处阻值30称0猎Ω，允格许最畜大电销流0.僻5好A)G．滑望动变崭阻器R3(最大旬阻值10慈00慰Ω，允猛许最花大电杨流0.轨1腊A)(1获)①按如萄图甲绸所示页电路洁测量城干电铅池的傅电动灿势和世内阻坚，滑平动变期阻器蚊应选__知__航__埋__考(填写骄代号)．②为使借测量浅尽可堆能精丽确，惜将如膜图乙疼所示办的实弄物图宁连接反成实疯验电胃路(已连樱接了折部分钥线)，要呼求变锋阻器拍的滑钻动触陪头滑践至最精右端子时，之其使号用电西阻值尚最大鄙．(2朵)实验踪蝶步骤起：①按实篮验要础求连润接好突电路李．闭录合电证键前法把变矮阻器刮的滑西动触周头滑邮至一失端，询使接线入电盖路的钳阻值岩最大长．②闭合向电键驻，调悟节滑姜动变喝阻器结，使__拦__肚_的指渠针有愧明显怀偏转刘，读坦取__汤__酬_和__它__的示片数．倒用同披样方纽奉法测包量多糕组数钱据．③断开砖电键作，整跌理好坛器材躺．④数据阁处理迁．(3泉)将实盖验测奇得的闯数据凶标在主如图感所示游的坐俗标图做中，棚请作坑出U­I图线饲，由既此求我得待扫测电弃池的所电动策势E＝__迎__搏__党__风V，内循阻r＝__茧__肉__鸡__置Ω.愉(结果锯保留混三位靠有效池数字)图甲轨图激乙图丙解析浑：(1彼)①因为唇电源幸电动永势比左较小弊，为域了方址便调毛节，撇减小附误差哑．应英尽量醒选择镰阻值丹较小测的滑易动变孤阻器际，所泡以选E.②该问农考查史了滑郑动变每阻器竞的限蠢流接埋法，芳特别桥要注段意的恰是滑悦片在零右边然时电锤阻最讨大．(2谎)该问叫考查农的是姑实验蓄步骤思．(3害)U和I是一匠次函蜓数关耗系，烫所以蜻各组U、I对应拌的点武，应疫在同汇一直雾线上矩，所车以在礼作图靠时要毒使尽赞可能叛多的义点在爹直线知上答案巾：(1颤)①E(或R1)②如图1所示(2卷)②电流物表心电流倒表金电压艺表(3横)如图2所示1.捕501.谎88(E：1.时47～1.订50勒V，r：1.羞80～1.队88缓Ω均算匙对)图1图2考点雁四这误请差分镜析因为暑公式察中的U是电怎源两新端的外路端宝电压帐，I是通男过电点源的孔电流猾，因虏此如脚图1所示隐电路用，可幅等效胜为电惕压表滥与电卧源并脱联，断当外捕电路浑断开伐时，惩电源天与电渡压表犹串联末，则煎比饮真实殃值偏吩小，榆比郊真实骗值偏草小．违如图2可等投效为退电流施表与余电源般串联逗，当饲外电脊路断慨开时咱，没也有电惊流流处过电掘源，退电动竿势准孤确，r′＝r＋R，内像阻偏筋大．在实番际测付定时葱常常宋采用雀图2所示柳的电侧路设烂计，倾因为仗虽然片电动黎势和盯内阻社均有冰误差货，但作由于强电压摇表内炭阻RV远远民大于愿电源洽内阻r，所责以电怪动势挤和内古阻的慨测量字值和哪真实谨值非贝常接贺近．图1图2S2S1S练习3．应掀用闭脉合电俊路欧茎姆定文律测钞电源谣电动广势和罢内电苍阻的燥实验腰：(1证)有图栗甲、解乙所精示的夕两种隙电路茧供选渣择，设为了鼠减小欲误差把，应按选用__固__普__魔__图．(2讨)某同旷学根裂据(1芽)所选辞的电领路测笨量并弊求出E和r，则E__胜__这__胞__E真，r__朵__坊__吴__r真(填>、<或共＝)答案撇：3．(1鹊)甲(2限)<<1．在本蹄实验肠数据匪处理辽中，久图象父法比雕计算呢法更识直观肝、更愉容易夏发现挠偶然养误差验并进炊行纠划正(如例弄题2)．因羽此在妖实验邪中多边采取扯图象羞法处徒理数盒据．2．除穗了用吓电压毙表、刘电流冻表、笨可变正电阻(如滑外动变职阻器)测量赚电源E和r外，鸦通常弯还可嘴以采圆用以学下常伪用的见方法方法万一：用电愧流表贵、电们阻箱述测量如．实验偏电路轰如图抽所示带：改洁变电西阻箱技的阻并值，潜记录R与I，应结用E＝I1(R1＋r)、E＝I2(R2＋r)求出S方法铅二：用电哨压表截、电烈阻箱切测量被．实验箭电路臂如图泉所示哑：改窑变电过阻箱伸的阻箱值，叫记录R与U，S练习4．测象电源斯的电牲动势互和内师阻：(1丢)测定咬电源卫的电讯动势礼和内铁阻的育方法宾有多剑种．检下面盐四组略器材待中，犁能测术定一妄未知厕电源妥的电秀动势释和内尘阻的纱是()A．一邻只电得压表V，一线只电起流表A，一移只滑库动变佣阻器R0和开室关K、导活线若铁干B．一挡只电申压表V，一顾只滑烂动变损阻器R0和开害关K、导马线若还干C．一恨只电渐流表A，一统只滑你动变杏阻器R0和开迫关K、导懒线若却干D．一站只电朗流表A，一黄只电坚阻箱