實(shí)驗(yàn)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

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實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻U1精選課件電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是電源的兩個(gè)重要參量，假設(shè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻未知，如何測(cè)量電源的這兩個(gè)參量呢？有哪些測(cè)量方法？分別需要什么器材？2精選課件

1.了解測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理。

2.學(xué)會(huì)用圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。

3.會(huì)分析本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量誤差，了解減小誤差的方法。(重點(diǎn))(難點(diǎn))3精選課件1.U-I法：E=U+Ir【探究：實(shí)驗(yàn)原理】情景1：給你一節(jié)使用過(guò)的干電池、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一個(gè)電流表、一個(gè)電壓表、一個(gè)開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干,如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻?E=U2+I2rE=U1+I1rAVSR方法一：伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻4精選課件情景2：給你一節(jié)使用過(guò)的干電池、一個(gè)電流表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干,如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻?2.I-R法：E=IR+Ir方法二：用電流表、電阻箱測(cè)電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r5精選課件3.U-R法：VRS情景3：給你一節(jié)使用過(guò)的干電池、一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干,如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻?方法三：用電壓表、電阻箱測(cè)電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r6精選課件一、伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的器材選擇：電流表：0～0.6A電壓表：0～3V滑動(dòng)變阻器：阻值較小的,最大阻值10～20Ω被測(cè)干電池：內(nèi)阻較大開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線7精選課件AVSR1.恰中選擇實(shí)驗(yàn)器材,連接好實(shí)物圖二、實(shí)驗(yàn)方法和步驟8精選課件2.把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端。3.閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測(cè)量并記錄六組U、I值。4.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好器材。9精選課件方法一：公式法改變R的值，從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測(cè)量幾次I、U的值，算出E、r取平均值。三、數(shù)據(jù)處理10精選課件EI短方法二:圖象法EIr=短EU軸截距等于電動(dòng)勢(shì)E在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測(cè)出幾組的U、I值畫(huà)出U-I圖象。R是直線的斜率的絕對(duì)值11精選課件【實(shí)驗(yàn)本卷須知】(1)如果使用的是水果電池，它的內(nèi)阻雖然比較大，但不夠穩(wěn)定，測(cè)量前要做好充分的準(zhǔn)備，測(cè)量盡量迅速。如果使用干電池，那么選擇內(nèi)阻大些的、已使用過(guò)的電池。(2)不要將I調(diào)得過(guò)大，每次讀完U、I讀數(shù)立即斷電。12精選課件(3)畫(huà)U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開(kāi)始,而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_(kāi)始(但橫坐標(biāo)必須從0開(kāi)始),這時(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動(dòng)勢(shì)E，圖線的斜率的絕對(duì)值仍為內(nèi)阻r。13精選課件14精選課件四?誤差分析1.偶然誤差:主要來(lái)源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U-I圖象時(shí)描點(diǎn)不是很準(zhǔn)確。2.系統(tǒng)誤差:系統(tǒng)誤差來(lái)源于未計(jì)電壓表分流,近似地將電流表的示數(shù)看作干路電流。實(shí)際上電流表的示數(shù)比干路電流略小。怎樣理解？15精選課件系統(tǒng)誤差分析：如果由實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出甲圖中實(shí)線(a)所示的圖象，那么考慮到電壓表的分流后,得到的U-I圖象應(yīng)是圖中的虛線(b),由此可見(jiàn),按乙圖所示的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的電源電動(dòng)勢(shì)E測(cè)<E真,電源內(nèi)電阻r測(cè)<r真。甲乙16精選課件說(shuō)明:

①外電路短路時(shí),電流表的示數(shù)(即干路電流的測(cè)量值)I測(cè)等于干路電流的真實(shí)值,所以圖中(a)(b)兩圖線交于短路電流處。

②當(dāng)路端電壓(即電壓表示數(shù))為U1時(shí),由于電流表示數(shù)I1測(cè)小于干路電流I1真,所以(a)(b)兩圖線出現(xiàn)了甲圖所示的差異。17精選課件18精選課件【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】某探究性學(xué)習(xí)小組利用如下圖的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。其中電流表A1的內(nèi)阻r1=1.0kΩ,電阻R1=9.0kΩ,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個(gè)R0=3.0Ω的電阻。通過(guò)屢次改變滑動(dòng)變阻器觸頭位置,得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù),作出圖象如下圖。由I1-I2圖象得到電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Ω。答案：1.41(1.36～1.44均可)0.5(0.4～0.6均可)19精選課件20精選課件1.用伏安法測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，以下本卷須知中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．應(yīng)選用舊的干電池作為被測(cè)電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯B．移動(dòng)變阻器的觸頭時(shí)，不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過(guò)載C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作U-I圖象時(shí)，應(yīng)通過(guò)盡可能多的點(diǎn)畫(huà)一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)D.出于平安的考慮，在選擇電表時(shí)，量程越大越好D21精選課件2.(多項(xiàng)選擇)在測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線配合以下哪組儀器，可以到達(dá)測(cè)定目的〔〕A.一只電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器B.一只電流表和一只電壓表C.一只電流表和一個(gè)電阻箱D.一只電壓表和一個(gè)電阻箱ACD22精選課件3.(2021?四川高考)用如下圖電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)器材:待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻約2Ω),保護(hù)電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑動(dòng)變阻器R,電流表A,電壓表V,開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線假設(shè)干。實(shí)驗(yàn)主要步驟:(1)將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開(kāi)關(guān)。(2)逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I。(3)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作U-I圖線(U、I都用國(guó)際單位)。(4)求出U-I圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距a。答復(fù)以下問(wèn)題:23精選課件(1)電壓表最好選用

;電流表最好選用

。A.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約15kΩ)B.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)C.電流表(0~200mA,內(nèi)阻約2Ω)D.電流表(0~30mA,內(nèi)阻約2Ω)(2)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大。兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是________。A.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端接線柱B.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端接線柱C.一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D.一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=

,r=

,代入數(shù)值可得E和r的測(cè)量值。答案:(1)A

C

(2)C

(3)ka

k-R224精選課件4.(2021·江蘇高考)小明利用如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(1)圖中電流表的示數(shù)為A。25精選課件(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下:請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出U-I圖線。U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44由圖線求得:電動(dòng)勢(shì)E=

V;內(nèi)阻r=

Ω。26精選課件(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),小明進(jìn)行了屢次測(cè)量,花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間,測(cè)量期間一直保持電路閉合。其實(shí),從實(shí)驗(yàn)誤差考慮,這樣的操作不妥,因?yàn)開(kāi)_____________________?！窘馕觥?1)電流表使用的量程為0～0.6A,所以電流表讀數(shù)為0.44A。(2)描點(diǎn)連線得到U-I圖線,如下圖27精選課件根據(jù)E=U+Ir,圖象中縱截距為電動(dòng)勢(shì),所以E=1.60V(1.58～1.62都算對(duì)),斜率為內(nèi)阻,所以r=1.2Ω(1.18～1.26都算對(duì))。(3)干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大。答案:(1)0.44

(2)U-I圖象見(jiàn)解析1.60(1.58～1.62都算對(duì))

1.2(1.18～1.26都算對(duì))(3)干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大28精選課件5.在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中，一位同學(xué)記錄了如下表數(shù)據(jù)次數(shù)物理量123456電流I(A)0.120.200.310.320.440.57電壓U(V)1.371.321.241.181.131.0529精選課件(1)根據(jù)數(shù)據(jù)選定以下供選用儀器的量程：①直流電流表(0～0.6A擋)，(0～3A擋)；②直流電壓表(0～3V擋)，(0～15V擋)；③滑動(dòng)變阻器(0～10Ω，允許最大電流為1.00A)；④滑動(dòng)變阻器(0～1000Ω，允許最大電流為0.60A)。30精選課件(2)根據(jù)數(shù)據(jù)在以下所給的坐標(biāo)紙上作U-I圖線，并根據(jù)圖線求出E和