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文档简介
关于测定电池的电动势和内阻公开课复习回顾:2、电源电动势与内、外电压关系1、闭合电路欧姆定律EI短(2)图象在横轴上的截距为短路电流I短(U=0)(3)图象斜率的绝对值为电源内阻(I=0)I/AU/V0(1)图象在纵轴上的截距为电源的电动势E由U=E-Ir可知,U是I的一次函数。
第2页,共35页,2024年2月25日,星期天
1、给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、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。AVSR原理:E=U+Ir思考第3页,共35页,2024年2月25日,星期天
2、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)ARK原理:E=I(R+r)第4页,共35页,2024年2月25日,星期天
3、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,如何测量这节电池的电动势和内阻。VRK原理:E=U+URr第5页,共35页,2024年2月25日,星期天VR2VR1AAR1R2第6页,共35页,2024年2月25日,星期天一、伏安法测电源电动势和内阻实验1、基本原理
2、实验基本电路用电流表、电压表与滑动变阻器AV甲U:路端电压只要测出几组(至少两组)U、I值就可求出E、r闭合电路的欧姆定律:E=U+IrAV乙I:通过电源的电流第7页,共35页,2024年2月25日,星期天真实值测量值误差分析:0E=U+IrE测
<E真r
测<r真
E测E真第8页,共35页,2024年2月25日,星期天真实值测量值0E=U+IrE测
=E真r
测
>r真
E测
第9页,共35页,2024年2月25日,星期天3、系统误差原因分析r
测<r真
r
测
>r真
AV甲AV乙E测
<E真E测
=E真..----------------...IU....IU00第10页,共35页,2024年2月25日,星期天
仪器选择:电流表:0~0.6A电压表:0~3V滑动变阻器:由测量电流确定,一般电流在0.2A-0.4A,选用阻值较小的,便于调节实验时采用甲图所示电路误差较小第11页,共35页,2024年2月25日,星期天vA实验电路及其实物连线图返回甲第12页,共35页,2024年2月25日,星期天4、实验数据处理
把所测量的数据代入U=E−Ir,
计算出,
同理,把其它几组r2、r3、E2、E3算出来,用公式,即为所测电源的电动势和内阻。①平均值法第13页,共35页,2024年2月25日,星期天②图象法EI短(1)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I短(U=0)(3)图象斜率的绝对值为电源内阻U0由U=E-Ir可知,U是I的一次函数。
(I=0)I/AU/V0图象在横轴上的截距还是短路电流吗?讨论:将图线延长,与横纵轴的交点各代表什么情况?第14页,共35页,2024年2月25日,星期天01.51.00.80.40.60.21.11.21.31.4UI不考虑在坐标纸上以电流I为横轴,路端电压U为纵轴,描点连线画出U-I图线,并延长U-I图线与坐标轴相交,(1)图线跟纵轴的交点即为电动势E的值;(2)图线斜率的绝对值即为内阻的值。第15页,共35页,2024年2月25日,星期天I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3丙1.5U/V00.51.01.5I/A0.10.20.30.40.5******甲I/A乙0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.10第16页,共35页,2024年2月25日,星期天课堂小结U-I法:I-R法:U-R法:ARsVRsE=I1(R1+r)E=I2(R2+r)E测
<E真E测
<E真AV乙AV甲E测
=E真E测
=E真r
测<r真
r
测<r真
r
测
>r真
r
测
>r真
第17页,共35页,2024年2月25日,星期天四、重要注意事项(1)本实验在电键闭合前,变阻器滑片位置(2)使用旧电池(3)实验中将电流不要太大,每次读完数后立即断电(4)画U--I图,描点连线时,应使图线通过尽可能多的点,使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,偏离直线太远的点可舍去。(5)画U--I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,横坐标必须从0开始
(这时图线与横轴的交点不再是短路电流)
第18页,共35页,2024年2月25日,星期天U/I/例1.一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下图中画出U—I图线,并根据图线读出电池的电动势E=
,电池的内阻r=
Ω.I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.05······1.480.76第19页,共35页,2024年2月25日,星期天ErAR1R2
例2.如图示的电路中,R1
、R2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,则电动势的测量值
真实值,内阻的测量值
真实值,产生误差的原因是
。等于偏大电流表有内阻练习
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B.一只电流表和一只电压表C.一只电流表和一个电阻箱D.一只电压表和一个电阻箱CDE=I1(R1+RA+r)①
E=I2(R2+RA+r)②第20页,共35页,2024年2月25日,星期天
例3.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()
A.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值小于真实值;
B.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值大于真实值;
C.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;vA解:
E=U+Ir,I=(IA+U/RV),由于电压表的分流作用,对于每个电压值U1
,测得的电流IA小于总电流I1,U越大,IA跟I1相差越大,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。C第21页,共35页,2024年2月25日,星期天
(8分)现有器材:量程为10.0mA、内阻约30-40Ω的电流表一个,定值电阻R1=150Ω,定值电阻R2=100Ω,单刀单掷开关K,导线若干。要求利用这些器材测量一干电池(电动势约1.5V)的电动势。(1)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为=
,式中各直接测得量的意义是:
.2002年河南高考12、R1
R2R1
R2第22页,共35页,2024年2月25日,星期天
(1)连图:左图只用R1接入电路;右图用R1和R2串联接入电路。(2)I1是外电阻为R1时的电流,
I2是外电阻为R1和R2串联时的电流.测量原理:mAR1mAR2R1E=I1(R1+Rg+r)①E=I2(R1+R2+Rg+r)②联立①②解得注意:若只用R2接在电路中,则电流将超过电流表的量程,所以用R1和R2串联接入电路。
[解答]:第23页,共35页,2024年2月25日,星期天练习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1.5V,内阻约1Ω,电压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω2A)和R2(100Ω0.1A)各一只;(1)实验中滑动变阻器应选用
(选填R1或R2).(2)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,得到如图丙所示的U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E=
V;内阻r=
Ω.1.500.10.20.30.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA图甲图乙R11.50图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ωr=1.85-RA=0.85Ω0.85第24页,共35页,2024年2月25日,星期天第25页,共35页,2024年2月25日,星期天第26页,共35页,2024年2月25日,星期天第27页,共35页,2024年2月25日,星期天第28页,共35页,2024年2月25日,星期天二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式变式一.实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱和电流表,测定电源的电动势和内电阻。如何测?(1)电路如图所示:A(2)主要步骤改变电阻箱阻值R,测出对应的电流I由(E=I1R1+I1r,E=I2R2+I2r)得:
若能测出多组I、R值,以R为纵坐标,
为横坐标,作出图象,由于,
可知这条图线是直线,直线在纵轴的截距—r,图线的斜率E=tgα。第29页,共35页,2024年2月25日,星期天变式二.实验中除了待测电源和电键导线外,只有电阻箱和电压表,如何测?
(1)电路如图所示V1/IR-r(2)主要步骤改变电阻箱阻值R,测出对应的电压U由,
求出电源的电动势和内阻1/U1/R00
第30页,共35页,2024年2月25日,星期天变式三.今有一个阻值为5Ω的定值电阻,一个理想电压表(量程大于电源电动势),开关及导线若干,能否测电源电动势和内阻?(2)主要步骤:(3)电源电动势和内阻:闭合K1
、K2
,记下电压表读数U2(1)电路如图所示:
断开K2、闭合K1,记下电压表读数U1E=U1第31页,共35页,2024年2月25日,星期天变式四.今有一个阻值为10Ω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)。要求:①画出实验电路图②简要写出完成接
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