学生实验：测量电源的电动势和内阻0000.ppt

2.5 学生实验：测量电源的电动势和内阻 知识回顾： 2、电源电动势与内、外电压关系 1、闭合电路欧姆定律 E I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/A U/V 0 （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。 新课引入 1.如图所示, 当开关闭合时,电压表示数U1=1.3V,电流表示数I1=0.2A;移动滑动变阻器滑片位置,电压表示数U2=1.2V,电流表示数I2=0.3A.（电表均为理想电表）求电源的电动势E和内阻r 解：根据闭合电路欧姆定律 ｛ E=1.5V r=1Ω 问题思考 问题1：如何测量一节干电池的电动势和内阻？ 【实验原理】 闭合电路欧姆定律 【实验器材】 待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线若干 【实验电路】 伏安法 学生实验：测量电源的电动势和内阻 【实验步骤】 1、按图连接好电路，开关应处于断开状态,滑动变阻器的阻值调到最大 2、电压表和电流表选择合适的量程 3、闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，记录第一组数据（I1、U1），第二组数据（I2、U2），用同样的方法多测几组I、U的值 4、断开开关，整理好器材 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 v A 实验电路及其实物连线图 甲 【数据处理】 要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r再求平均值 1、解析法 取两组实验数据代入方程 求得结果E和r ｛ I U × × × × × 2、图像法 电动势E 纵坐标可以不从0开始 斜率的绝对值表示内阻 （1）以电压U为纵轴、电流I为横轴建立U—I坐标系,在坐标系平面内描出各组(U,I)值所对应的点 （2）尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误差 （3）由于干电池内阻较小,U的变化较小，可使纵坐标不从零开始，此时图像与横轴交点不再表示短路电流 动手实验 按电路图连接测得5-6组数据，并在坐标中作出U-I图像，根据图像求得电动势和内阻。 注意事项： 问题思考 问题2：两个电路图在测量电源电动势和内阻实验中有什么区别？ A V S E,r A V S E,r 所以测量电源的电动势和内阻时电流表有两种接法：内接法和 外接法。不能用 或 来判断电流表的内 接和外接。 E r S U1 V R E r S U1 V A R A R1 R2 E r S U1 I1 V A R1 E r S U1 V A 若采用电流表内接法: U1 U2 I2 由于电压表内阻不是无穷大，所以有电流通过,其电流为 : 电压表能测准路端电压，而电流表不能测准干路电流—— E r S U1 I1 V A R1 U1 IV1 R1 R2 E r S U1 V A U2 I2 IV2 IV2 联立两式解得： ｛ “真实值” E= r= 联立两式解得： E=U1+I1r E=U2+I2r “测量值” ｛ IV1 R1 R2 E r S U1 I1 V A R1 E r S U1 V A 若采用电流表内接法: U1 U2 I2 IV1 IV2 考点1：当已知电压表内阻而未知电流表内阻时，采用电流表 内接可精确测量（无系统误差）电源的电动势和内阻。 R1 U1 E r S V A R1 若采用电流表外接： I1 U1 U1 E r S V A R2 I2 U2 由于电流表内阻不为零，而降有电压，其电压为: 电流表能测准干路电流,而电压表不能测准路端电压—— U1 E r S V A R2 I2 U2 E r S V A R1 I1 U1 ｛ “真实值” 联立两式解得： E= E=U1+I1r E=U2+I2r “测量值” ｛ E= r= 联立两式解得： R1 U1 E r S V A R1 若采用电流表外接： I1 U1 U1 E r S V A R2 I2 U2 考点2：当已知电流表的内阻而未知电压表内阻时，采用电流 表的外接可精确测量（无系统误差）电源的电动势和内阻。 R E r S V A E r S V R A 考点3：若电压表和电流表的内阻都未知，为减小误差必采用 电流表的内接法。因为： 要减小误差，必须RVr。 要减小误差，必须RAr。 容易实现! 【误差