测量电源的电动势和内阻（课件）高中物理实验.pptxVIP

测量电源的电动势和内阻《高中物理实验》目录01实验目的及原理02实验仪器及步骤目录03数据分析及处理04误差分析及讨论CONTENTS05实验的典型例题PART01实验目的及原理实验目的知道测量电源电动势和内阻的实验原理,进一步感受电源路端电压随电流变化的关系.用伏安法测电动势和内阻时，会选择电压表、电流表的量程，正确接线。会设计表格记录数据，学会根据图象合理外推进行数据处理的方法.尝试分析电源电动势和内阻的测量误差,了解测量中减小误差的方法.实验原理?方法一：根据闭合电路欧姆定律进行电源电动势的测量，由，得，改变滑动变阻器，如果能测出U、I的两组数值，就可以列出两个关于E、r的方程。因此用电压表、电流表加上一个滑动变阻器R，就能测定电源的电动势和内阻。?方法二：由，得，，测量两组I与R也可以解出E和r。?方法三：由，得，测量两组U与R也可以解出E和r。实验原理图像法处理数据：由方法一测量多组U、I数值通过描点拟合得到如图U-I图像。由公式，分析可知电源电动势E和内阻r是定值，因而U是I的一次函数，即U-I图像是一条直线，它在U轴上的截距表示外电路断路时候（电流为0）的路端电压，即电源电动势；它与I轴的截距表示外电路短路时（路端电压为0）的电流，利用关系式，可求得电源内阻。?实验原理图像法处理数据：由于干电池的内阻较小，当电流变化时，电压的变化可能较小。为了得到更加精确的测量结果，作图时，电压轴的起点标度一般不从0开始，应根据实验数据选择合适的起点标度。此时电源的内阻可由求得（注意两点选取尽量远一些，且不要选描点数据点）。PART02实验仪器及步骤实验仪器干电池1节、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1个、开关1个、导线若干。3.按照如图电路图连接实物元器件，检查线路，滑动变阻器滑片置于接入电阻最大端（如图置于左端）。实验步骤1.检查电表的指针是否指在“0”刻度线，若不是应进行机械调零。2.确定电流表、电压表的量程，电流表采用内接法，滑动变阻器采用限流式接法。4.闭合开关，改变滑动变阻器的阻值（10次），读出电流表和电压表的示数，记录数据。5.拆除电路，整理实验器材放回原位。6.根据记录数据在坐标纸上作出U-I图像，分析计算得出电源电动势及内阻阻值。注意事项1.干电池在大电流放电时极化现象严重，电动势E会明显下降，内阻也将明显增加，故长时间放电电流不宜过大(例如，用1号干电池进行实验，长时间放电电流不要超过0.3A，短时间放电电流不宜超过0.5A)。电流表读数要快，每次读完后立即断开开关。2.将滑动变阻器接入电路，在闭合开关之前，应将滑片置于使接入电路的变阻器电阻最大的位置。3.在移动滑片改变外电路的电阻时，要注意电流表示数的变化，不要使电路中的电流过大，从而超过电流表的量程，更不允许使变阻器的阻值趋近于零而造成短路，损坏电流表和电源。4.由于干电池的内阻较小，当电流变化时，电压的变化可能较小。作图时，电压轴的起点标度一般不从0开始，应根据实验数据选择合适的起点标度。PART03数据分析及处理数据处理及分析【数据记录】次数12345678910U/VI/A【描绘电源的U-I图像】【实验结论】由U-I图像可知：一节干电池的电动势E=_______；内阻r=_________。PART04误差分析及讨论问题讨论及误差分析误差分析：本实验中产生的误差的主要因素有哪些？本实验的系统误差来自于电流表的内、外接。如图甲为电流表内接法，电压测量值正确，电流测量值偏小（来源于电压表的分流作用），测量结果：E测E真，r测r真如图乙为电流表外接法，电流测量值正确，电压测量值偏大（来源于电流表的分压作用），测量结果：E测=E真，r测r真PART05实验的典型例题实验的典型例题在日常生活中充电宝可以像电源一样使用，小明尝试测量某充电宝的电动势E及内阻r(E约为5V，r约为零点几欧姆)，现有实验器材：量程为3V的电压表V，量程为0.3A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R=40Ω，滑动变阻器R′，开关S，导线若干。①小明设计的实验电路原理图如图1，其定值电阻R的作用是_________；②实验中，以电流表示数I为横坐标，电压表示数U为纵坐标得到图2所示的图像，其中图像与纵轴交点的纵坐标为U1，与横轴交点的横坐标为I1。则E=__________，r=__________。(均选用U1、I1、R表示)保护电压表和电流表U1THANKS感谢观看