物理：2.10《實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻》課件(上課用).

1、2.10 2.10 實驗：實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻測定電池的電動勢和內(nèi)阻一、實驗原理一、實驗原理1、U-I法法：E=U+IrrIUErIUE2211+=+=2112211221IIUUrIIUIUIE=2、I-R法法：E=IR+Ir3、U-R法法：rRUU+E=211122122121)(IIRIRIrIIRRIIE=2112212121122121)()(RURURRUUrRURURRUUE=二、實驗方案和電路圖二、實驗方案和電路圖1 1、用電壓表、電流表測電池的、用電壓表、電流表測電池的E E、r r2 2、用電流表、定值電阻測電池的、用電流表、定值電阻測電池的E E、r r電阻箱電阻

2、箱AV為什么不用滑動變阻器？3 3、用電壓表、定值電阻測電池的、用電壓表、定值電阻測電池的E E、r r電阻箱電阻箱二、實驗方法二、實驗方法1 1、水果電池、水果電池優(yōu)點：優(yōu)點：內(nèi)阻較大內(nèi)阻較大缺點：缺點：內(nèi)阻易變化內(nèi)阻易變化2 2、測出多組數(shù)據(jù)作圖求解、測出多組數(shù)據(jù)作圖求解如何選擇合適的電路圖？如何選擇合適的電路圖？AV甲AV乙如何選擇合適的電路元件？如何選擇合適的電路元件？（1 1）安培表一般選擇）安培表一般選擇0-0.6A0-0.6A檔，伏特表一般選檔，伏特表一般選0-3V0-3V檔。檔。（2 2）滑動變阻器于電路中為限流電阻，故一般選取與）滑動變阻器于電路中為限流電阻，故一般選取與電源

3、內(nèi)阻相近的電阻，約電源內(nèi)阻相近的電阻，約1010左右。（若電源內(nèi)阻過小，左右。（若電源內(nèi)阻過小，可選擇一些內(nèi)阻較大的電池測量，或與電池串聯(lián)一個幾可選擇一些內(nèi)阻較大的電池測量，或與電池串聯(lián)一個幾歐姆的電阻充當內(nèi)阻）歐姆的電阻充當內(nèi)阻）三三、實驗步驟實驗步驟1 1：按原理圖連接實物圖：按原理圖連接實物圖AVSR2、把變阻器的滑片移到一端使把變阻器的滑片移到一端使電阻值最大電阻值最大3 3、閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表的讀數(shù)有、閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表的讀數(shù)有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄幾組同樣的方法測量并記錄幾組U

4、 U，I I值值。4 4、斷開電鍵，整理好器材、斷開電鍵，整理好器材注意：實驗中電路不宜過大，每次讀數(shù)結束立即注意：實驗中電路不宜過大，每次讀數(shù)結束立即切斷電源。切斷電源。5 5、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)處理1 1：按原理圖連接實物圖：按原理圖連接實物圖實驗時，可能出現(xiàn)的若干問題：實驗時，可能出現(xiàn)的若干問題：可能原因：電流表支路電路接觸不良，斷路可能原因：電流表支路電路接觸不良，斷路（2 2）電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)。）電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)。解釋：電源內(nèi)阻太小（干電池解釋：電源內(nèi)阻太?。ǜ呻姵?.50.5歐歐-1.5-1.5歐），所以歐），所以路端電壓變化不明顯。路端電壓變化不明顯。（1 1

5、）外電路電阻變化時，路端電壓變化不明顯，）外電路電阻變化時，路端電壓變化不明顯，為什么？為什么？三、數(shù)據(jù)處理三、數(shù)據(jù)處理方法一：方法一：公式法公式法 改變改變R R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I I、U U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次I I、U U的的值，算出值，算出E E、r r取平均值取平均值. . rIUErIUE2211+=+=2112211221IIUUrIIUIUIE=方法二：方法二：圖象法圖象法在坐標紙上以在坐標紙上以軸為橫軸為橫坐標，為縱坐標，用坐標，為縱坐標，用測出幾組的，測出幾組的，值畫值畫

6、出出圖像圖像 所得所得直線跟縱軸的交點直線跟縱軸的交點即為電動勢即為電動勢E E的的值，值，圖線的斜率的絕對值圖線的斜率的絕對值即為內(nèi)阻的值。即為內(nèi)阻的值。UrkI=EIr=短OI/AU/V.E.多次測量以減小偶然誤差，剔除壞點多次測量以減小偶然誤差，剔除壞點E EI I短短在坐標紙上以在坐標紙上以I為橫坐標，為橫坐標，U為縱坐標，用測出幾組為縱坐標，用測出幾組的的U，I值畫出值畫出UI圖像圖像.UrkI=EIr=短短EE等于等于U軸截距軸截距r等于直線的等于直線的斜率的絕對值斜率的絕對值說明：說明：（1）兩個截距點是無法用實驗實際測到的，是利用）兩個截距點是無法用實驗實際測到的，是利用得到的

7、圖線想向兩側(cè)合理外推得到的。得到的圖線想向兩側(cè)合理外推得到的。（2）由于）由于r一般很小，得到的圖線斜率的絕對值就較一般很小，得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了是測量結果準確，可以將縱軸的坐標不從零小。為了是測量結果準確，可以將縱軸的坐標不從零開始，計算開始，計算r是選取直線上相距較遠的兩點求的。是選取直線上相距較遠的兩點求的。若畫出的若畫出的U-I圖像比較圖像比較“平坦平坦”，很難確定短路電流，很難確定短路電流，可按比例放大可按比例放大U軸的標度，是圖像更完美。軸的標度，是圖像更完美。四、注意事項1、本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片應置、本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片應置于于阻值最大位置處阻值

8、最大位置處.2、使用內(nèi)阻較大一些的舊電池、使用內(nèi)阻較大一些的舊電池. 在實驗中不在實驗中不要將電流調(diào)得太大，每次要將電流調(diào)得太大，每次讀完數(shù)后立即斷電讀完數(shù)后立即斷電，以免使電動勢和內(nèi)阻發(fā)生變化以免使電動勢和內(nèi)阻發(fā)生變化.3、要、要測出測出6組組I、U數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大一，且變化范圍要大一些些.4、畫畫U- -I圖線圖線時，應使時，應使圖線通過盡可能多的圖線通過盡可能多的點點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點可舍去兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點可舍去.5、畫、畫U- -I 圖線時，圖線時，縱軸的刻度縱軸的刻度可以不從零開可以不從

9、零開始始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當?shù)闹甸_始從某一恰當?shù)闹甸_始(但但橫坐標必須從橫坐標必須從0開始開始)這時圖線與橫軸的交這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢為電動勢E，圖線的斜率的絕對值仍為內(nèi)阻，圖線的斜率的絕對值仍為內(nèi)阻r.1、 U-I法法AVS甲RAVS乙R一般采用一般采用甲圖甲圖電路誤差較小電路誤差較小甲圖：甲圖：誤差來源于電壓表的分流作用誤差來源于電壓表的分流作用（內(nèi)接）（內(nèi)接）乙圖：乙圖：誤差來源于電流表的分壓作用誤差來源于電流表的分壓作用（外接）（外接）五、五、電路選擇及電路選擇及誤差誤差分析分

10、析適宜測適宜測小小內(nèi)阻電源內(nèi)阻電源適宜測適宜測大大內(nèi)阻電源內(nèi)阻電源一般采用一般采用甲圖甲圖電路誤差較小電路誤差較小甲圖：甲圖：誤差來源于電壓表的分流作用誤差來源于電壓表的分流作用（內(nèi)接）（內(nèi)接）乙圖：乙圖：誤差來源于電流表的分壓作用誤差來源于電流表的分壓作用（外接）（外接）適宜測適宜測小小內(nèi)阻電源內(nèi)阻電源適宜測適宜測大大內(nèi)阻電源內(nèi)阻電源系統(tǒng)誤差原因分析系統(tǒng)誤差原因分析r 測測 r真真 AV甲AV乙E測測 E真真E測測 = E真真1U.2U-.真真E測測EIU1VI2VI1I2I1U.2U.測測EIU1AU2AU1I2I2、I- -R法法：R1AR2K1K2ARKEE=測ArrRr=+測3、U-

11、 -R法法：VRKK2R1VR2K1EE測rr測1 1、用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，、用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，下列注意事項中錯誤的是下列注意事項中錯誤的是 ( ) ( )A A應選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表應選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯示數(shù)的變化比較明顯B B應選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表應選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表C C移動變阻器的觸頭時，不能使滑動變阻器短路移動變阻器的觸頭時，不能使滑動變阻器短路造成電流表過載造成電流表過載D D根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作U U一一I I圖象時，應通過盡圖象時，應通過盡可能多

12、的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致可能多的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)均勻分布在直線兩側(cè)例題例題B2、下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡數(shù)據(jù)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是（便的方法是（ ） A A測出兩組測出兩組I I、U U的數(shù)據(jù)，代人方程組：的數(shù)據(jù)，代人方程組： E EU U1 1十十I I1 1r r和和E EU U2 2十十I I2 2r r，求出求出E E和和r rB B多測幾組多測幾組I I、U U的數(shù)據(jù)，求出幾組的數(shù)據(jù)，求出幾組E E

13、、r r，最后分別最后分別 求出其平均值求出其平均值C C測出多組測出多組I I、U U的數(shù)據(jù)，畫出的數(shù)據(jù)，畫出U UI I圖象，再根據(jù)圖圖象，再根據(jù)圖 象求象求E E、r rD D多測出幾組多測出幾組I I、U U數(shù)據(jù)，分別求出數(shù)據(jù)，分別求出I I和和U U的平均值，的平均值， 用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E E，再再 用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻。用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻。C3 3、測量電源、測量電源B B的電動勢的電動勢E E及電阻及電阻r r（E E約為約為4.5V4.5V，r r約約為為1.51.5） 器材：量程器材：量程3V3V的理想電壓表、量程的理想電壓表、量程0.5A0.5A的電流表（具的電流表（具有一定內(nèi)阻）、固定電阻有一定內(nèi)阻）、固定電阻R=4R=4、電鍵、電鍵K K、滑線變阻器、滑線變阻器RR、導線若干要求：、導線若干要求： 畫出實驗電路原理圖（圖中畫出實驗電路原理圖（圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出