10.6 电源电动势即内阻的测量（第1课时 伏安法测电池电动势和内阻）（课件）-高二物理（沪科版2020上海必修第三册）.pptxVIP

第十章简单的串联、并联组合电路10.6电源电动势和内阻的测量第1课时伏安法测电池电动势和内阻【学习目标】掌握伏安法测量电池电动势和内阻的原理，会选用实验器材、正确连接电路并进行实验数据处理.21世纪以来，电池工艺日新月异，一些实验室在研制柔性纺织电池(图10-49)，它不仅可以提供电能，同时还可以像普通的棉布一样柔韧。未来有望突破可穿戴产品的技术障碍，打开可穿戴智能电器和智能布料的大门。无论何种电源，电动势和内阻总是标志电源特性的两个重要参数。导入新课一、电源电动势和内阻如何测量？在一个闭合电路中，电源电动势、外电阻和内电阻等物理量取决于电源和用电器的性质，与电路是否工作无关；而电流、外电压和内电压等物理量则反映了电路工作状态。这六个物理量通过部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律相互联系，从而使我们可以有很多种测量电源电动势和内阻的方法。电源电动势E、内电阻r与外电压U、电流I的关系可以写成如果能测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，联立求解可得E和r。因此，用一个滑动变阻器，加上测量电压、电流的仪器，就能测定电源的电动势E和内阻r，如图所示。闭合电路的欧姆定律：二、学生实验伏安法测电源电动势和内阻（U-I法）1、基本原理①Ｕ：路端电压;Ｉ：通过电源的电流;E：待测电动势；r:待测内阻；②只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、rE=U1+I1rE=U2+I2rRARVS甲VAS乙2、设计电路图通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势E和内阻r。伏安法伏安法（外接法）（内接法）3、实验器材被测电池（干电池）滑动变阻器选用阻值较小的,最大阻值10─20Ω电压表(选择量程接近电源电动势)电流表开关、导线及坐标纸、铅笔4、物理量的测量和两个物理量.而仅测两组U、I数据，联立方程解得E和r，误差可能较大，应该多次测量，并对数据处理，才能减小误差.所以应该使用改变外电路电阻，进行多次测量.路端电压U电流I滑动变阻器RAVS5、实验步骤（1）确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好；（2）把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大；（3）闭合开关，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，用同样的方法测量并记录几组I和U的值；（4）断开开关，整理好器材；（5）数据处理：用原理中的方法计算或从U－I图象中找出E和r；6、数据处理U2＋I2r平均值注意：利用解方程组的方法求解E和r的优点是简单,缺点则是有可能产生较大的误差。因此一般采用图象法求解E和r.（2）作图法：①以U为纵坐标，I为横坐标，建立平面直角坐标系，根据几组U、I测量数据，在坐标系中描点，作U－I图像.②将图线两侧延长，纵轴截距点是断路的路端电压，它的数值就是____；横轴截距点是路端电压U＝0时的电流，它的数值就是_________________.电源短路电动势E③图线斜率的绝对值为，即r＝_____＝___，如图所示.电源的内阻r7.误差分析(1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确.U闭合电路的欧姆定律：....----------------.AVI甲（2）系统误差分析方法一：U-I图像修正法（1）电压表测路端电压；电流表测流过滑阻的电流；通过电源的电流等于电流表测得的电流与流过电压表的电流之和。故误差来源：电压表分流。电流表外接法（2）由部分电路欧姆定律知：路端电压越大，电压表分流越多。因此U-I图像修正如图所示。真实值r测r真E测E真（4）根据U-I图像和并联电路电压特点知：①电压表内阻越大，电压表分流越小，系统误差越小。②电压表内阻已知，可求流过电压表的电流，可消除系统误差。测量值U.闭合电路的欧姆定律：...AVI乙（1）电流表测通过电源的电流；路端电压等于电压表测得的电压与电流表的两端电压之和。故误差来源：电流表表分压。（2）由部分电路欧姆定律知：通过电源的电流越大，电流表分压越多。因此U-I图像修正如图所示。真实值r测r真E测=E真（4）根据U-I图像和串联电路电压特点知：①电流表内阻越小，电流表分压越小，系统误差越小②电流表内阻已知，可求电流表两端电压，可消除系统误差测量值基本电路误差分析①原因:电压表分流②结果:E测E真,r测r真①原因:电流表分压②结果:E测=E真,r测r真U-I斜率适用条件①内阻r很小(干电池)②滑动变阻器R阻值要小①内阻r很大(水果电池)②滑动变阻器R阻值要大与前面伏安法测电阻中讲的“大内偏大，小外偏小”也吻合。8、注意事项（1）为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻的