測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析.ppt

測定電池的電動勢和內(nèi)阻,復(fù)習(xí)：,問題1.測定電池的電動勢和內(nèi)阻有哪些方法？,1、I-U法；用電壓表、電流表測電池的E、r,2、I-R法；用電流表、定值電阻測電池的E、r,電阻箱,旋鈕式電阻箱,插孔式電阻箱,3、U-R法；用電壓表、定值電阻測電池的E、r；,電阻箱,問題2.為了減小偶然誤差數(shù)據(jù)處理方法有哪些？,(1).求平均值法,(2).UI圖象法,E,I短,*圖象在縱軸上的截距為電源的電動勢E,例.用伏特表和安培表測定一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，因蓄電池內(nèi)阻非常小，為防止調(diào)節(jié)變阻器時造成短路，電路中用了一個保護(hù)電阻R0，除開關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：A.電流表（量程0.6A,3A）B.電壓表（量程3V、15V）C.定值電阻（阻值1，額定功率為5W）D.定值電阻（阻值10，額定功率為10W）E.滑動變阻器（阻值范圍0-10，額定電流2A）F.滑動變阻器（阻值范圍0-200，額定電流1A）電流表和電壓表各選哪個量程？定值電阻選哪個？變阻器選哪個？試說明你選擇的理由(3)引起實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因,解析：,1電壓表的選擇因蓄電池的電動勢為2V，故電壓表量程應(yīng)選3V；2定值電阻若定值電阻取10,則電路中電流最大不超過0.2A,電流值偏小，不利于讀數(shù)，故定值電阻只能取1；3電流表的選擇若電流表取3A，為了便于讀數(shù)（應(yīng)使指針半偏及以上），此時電路中的電阻的變化范圍太小，不利于操作，故電流表應(yīng)取0.6A檔；4滑動變阻器擇選若滑動變阻器選F，當(dāng)其電阻大于10時，調(diào)節(jié)滑片，電流的變化范圍極窄，且示數(shù)較小，即大于10部分幾乎無用，故不選F答案：選E引起實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因：由于電壓表的分流作用造成電流表的讀數(shù)總是比電源實(shí)際輸出電流小,I-U法測E、r實(shí)驗(yàn)中誤差分析1：利用UI圖象,1.電流表外接,解：作U=E-Ir圖線如圖實(shí)線所示：,式中的U是路端電壓,I應(yīng)是通過電源的電流，,I真=I測+IV=(I測+U/RV),可見U越大，差值(I真-I測)就越大，U=0時，差值(I真I測)也為0，,實(shí)際的U-I圖線如圖虛線示：斜率增大,E測E真r測r真,該電路適用于滑動變阻器阻值很大(電源內(nèi)阻很大)的情況.,I-U法測E、r實(shí)驗(yàn)中誤差分析1：利用UI圖象,測E、r實(shí)驗(yàn)中誤差分析2：計算法,1.電流表外接,若考慮電流表和電壓表內(nèi)阻，則有,比較可得：,E測E真r測r真,測E、r實(shí)驗(yàn)中誤差分析3：等效電源法,實(shí)際電壓表可以等效為理想電壓表和RV的并聯(lián)，實(shí)際電流表可以等效為理想電流表和RA的串聯(lián)。,(1).I-U法測定E和r誤差分析,1.電流表外接,電路誤差的主要來源是電流表的讀數(shù)小于實(shí)際的總電流,虛線部分可等效為一個電源，電壓表測的是等效電源的路端電壓，電流表測的是等效電源的總電流，故該電路測的是等效電源的電動勢和內(nèi)阻,根據(jù)等效電源知識有：,因,故該電路誤差極小,測E、r實(shí)驗(yàn)中誤差分析3：等效電源法,(1).I-U法測定E和r誤差分析,2.電流表內(nèi)接,電路的誤差主要來源是電壓表的讀數(shù)小于實(shí)際的路端電壓,虛線部分可等效為一個電源，電壓表測的是等效電源的路端電壓，電流表測的是等效電源的總電流，故該電路測的是等效電源的電動勢和內(nèi)阻,根據(jù)等效電源知識有：,該電路測得的電動勢雖然準(zhǔn)確，但是由于一般的電源的內(nèi)阻很小，而電流表的內(nèi)阻往往比電源的內(nèi)阻大，故該電路的測量誤差很大。,(2).I-R法測定E和r誤差分析,測E、r實(shí)驗(yàn)中誤差分析3：等效電源法,根據(jù)等效電源知識有：,(3).U-R法測定E和r誤差分析,測E、r實(shí)驗(yàn)中誤差分析3：等效電源法,根據(jù)等效電源知識有：,1.如圖是測量電源內(nèi)電阻的電路，下列關(guān)于誤差的說法，正確的是()A.由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實(shí)值；B.由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實(shí)值；C.由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實(shí)值；D.由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實(shí)值；,解:E=U+Ir，I=(IA+U/RV)，由于電壓表的分流作用，對于每個電壓值U1，測得的電流IA小于總電流I1，U越大，IA跟I1相差越大，畫出的圖線應(yīng)為虛線所示：,所以內(nèi)電阻的測量值小于真實(shí)值。,C,2.測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5）。,器材:量程3V的理想電壓表V，量程0.5A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4，滑線變阻器R，電鍵K，導(dǎo)線若干。畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標(biāo)出。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E=，r=。（用I1，I2，U1，U2及R表示）,3.已知太陽能電池組的電動勢約為8V，短路電流約為4mA，為了精確測出它的電動勢和內(nèi)阻，除導(dǎo)線和開關(guān)外，可供選擇的儀器有：A.電流表,量程5mA，內(nèi)阻約10B.電流表,量程20mA，內(nèi)阻約40C.電壓表,量程5.0V，內(nèi)阻約5kD.電壓表,量程15V，內(nèi)阻約15kE.滑動變阻器電阻4kF.滑動變阻器電阻40k(1)為使實(shí)驗(yàn)盡可能方便、準(zhǔn)確，應(yīng)選用上述儀器中的（用所給器材的代號填寫）.(2)在虛線框內(nèi)畫出電路圖.(3)該電路測得的電源電動勢和真實(shí)值相比較。測得的內(nèi)電阻和真實(shí)值相比較。(填偏大、偏小或相等),ACE,相等,偏大,4.某同學(xué)采用如圖甲所示的電路測定電源電動勢和內(nèi)阻，已知干電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約1，電壓表(0-3V,3k),電流表(0-0.6A,1.0),滑動變阻器有R1(102A)和R2(1000.1A)各一只;(1)實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選用(選填R1或R2).(2)在乙