測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(公開課)

1、復(fù)習(xí)回顧：復(fù)習(xí)回顧：2、電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)、外電壓關(guān)系電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)、外電壓關(guān)系1、閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律rREIEUUUIr外內(nèi)EI短短（2）圖象在橫軸上的截距為短路電流）圖象在橫軸上的截距為短路電流I短短（U=0）（3）圖象斜率的絕對(duì)值為電源內(nèi)阻）圖象斜率的絕對(duì)值為電源內(nèi)阻（I I=0=0）I/AU/V0 0（1）圖象在縱軸上的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)）圖象在縱軸上的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)ErUIEr短由由U =E -Ir 可知，可知，U U 是是I I 的一次函數(shù)。的一次函數(shù)。 1、給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)滑動(dòng)變阻給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一塊電流表、一塊電壓表、一個(gè)電鍵和

2、導(dǎo)線器、一塊電流表、一塊電壓表、一個(gè)電鍵和導(dǎo)線若干若干, ,如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。1122EUI rEUI rAVSR原理：原理：E=U+IrE=U+Ir思考思考 2、給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)變阻箱、給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)變阻箱、一塊電流表、一個(gè)電鍵和導(dǎo)線若干一塊電流表、一個(gè)電鍵和導(dǎo)線若干, ,如何測(cè)量這如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r)ARK原理：原理：E=IE=I（R+r)R+r) 3、給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)變阻箱、給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)變阻箱、一塊電壓表、一個(gè)

3、電鍵和導(dǎo)線若干一塊電壓表、一個(gè)電鍵和導(dǎo)線若干, ,如何測(cè)量這節(jié)如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。VRKrRUUE222rRUUE111原理：原理：E=U+E=U+URrV VR2V VR1A AA AR1R2一、伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)一、伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)1 1、基本原理基本原理 2 2、實(shí)驗(yàn)基本電路實(shí)驗(yàn)基本電路 用電流表、電壓表與滑動(dòng)變阻器用電流表、電壓表與滑動(dòng)變阻器AV甲甲：路端電壓：路端電壓只要測(cè)出幾組（至少兩組）只要測(cè)出幾組（至少兩組）U U、I I值就可求出值就可求出E E、r r閉合電路的歐姆定律：閉合電路的歐姆定律：rAV乙乙：通過電源的電流：通

4、過電源的電流真實(shí)值真實(shí)值測(cè)量值測(cè)量值誤差分析：誤差分析：0E = U + IrE測(cè)測(cè) E真真r 測(cè)測(cè) r真真 E測(cè)測(cè) 3 3、系統(tǒng)誤差原因分析、系統(tǒng)誤差原因分析r 測(cè)測(cè) r真真 AV甲AV乙E測(cè)測(cè) E真真E測(cè)測(cè) = E真真1U.2U-.真真E測(cè)測(cè)EIU1VI2VI1I2I1U.2U.測(cè)測(cè)EIU1AU2AU1I2I真真真真測(cè)測(cè)rRvRvrr真真真真測(cè)測(cè)ErRvRvEARrr真測(cè)真真測(cè)測(cè)EE 00 儀器選擇：儀器選擇：電流表：電流表：0 00.6A0.6A電壓表電壓表: :0 03V3V滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器: :由測(cè)量電流確定，一般電流在由測(cè)量電流確定，一般電流在0.2A-0.4A,0.2A-0.

5、4A,選用阻值較小的，便于調(diào)節(jié)選用阻值較小的，便于調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)時(shí)采用甲圖所示電路誤差較小實(shí)驗(yàn)時(shí)采用甲圖所示電路誤差較小vA實(shí)驗(yàn)電路及其實(shí)物連線圖實(shí)驗(yàn)電路及其實(shí)物連線圖返回返回甲4 4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理2121211IIIUUIE 把所測(cè)量的數(shù)據(jù)代入把所測(cè)量的數(shù)據(jù)代入U(xiǎn) = EIr， 計(jì)算出計(jì)算出 ， 21121IIUUr 同理，把其它幾組同理，把其它幾組 r2、r3、E2、E3算出來，算出來， 用公式，用公式， 即為所測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。即為所測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。3EEEE3213rrrr321 平均值法平均值法圖象法圖象法EI短短（1）圖象在縱軸上的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)）圖象在縱軸上

6、的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)E（2）圖象在橫軸上的截距為短路電流）圖象在橫軸上的截距為短路電流I短短（U=0）（3）圖象斜率的絕對(duì)值為電源內(nèi)阻）圖象斜率的絕對(duì)值為電源內(nèi)阻U0由由U =E -Ir 可知，可知，U U 是是I I 的一次函數(shù)。的一次函數(shù)。 （I I=0=0）rUIEr短I/AU/V0 0圖象在橫軸上的截距圖象在橫軸上的截距還是短路電流嗎？還是短路電流嗎？討論討論: :將圖線延長(zhǎng)將圖線延長(zhǎng), ,與橫縱軸的交點(diǎn)各代表什么情況與橫縱軸的交點(diǎn)各代表什么情況? ?01.51.00.80.40.60.21.11.21.31.4UI不考慮在坐標(biāo)紙上以電流在坐標(biāo)紙上以電流I I 為橫軸，路端電壓為橫軸，

7、路端電壓U U 為縱軸，描點(diǎn)為縱軸，描點(diǎn)連線畫出連線畫出U-I U-I 圖線，并延長(zhǎng)圖線，并延長(zhǎng)U-I U-I 圖線與坐標(biāo)軸相交，圖線與坐標(biāo)軸相交，（1 1）圖線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)）圖線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)E E的值；的值；（2 2）圖線斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻的值。）圖線斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻的值。I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3丙丙1.5U/V00.51.01.5I/A0.10.20.30.40.5*甲甲I/A乙乙0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.10課堂小結(jié)課堂小結(jié)U-I法法: :I-R法：法：U-R法法：ARsVRs1122EUI

8、rEUI r E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r)rRUUE222rRUUE111E測(cè)測(cè) E真真E測(cè)測(cè) E真真AV乙乙AV甲甲E測(cè)測(cè) = E真真E測(cè)測(cè) = E真真r 測(cè)測(cè) r真真 r 測(cè)測(cè) r真真 r 測(cè)測(cè) r真真 四、重要注意事項(xiàng)四、重要注意事項(xiàng)（1 1）本實(shí)驗(yàn)在電鍵閉合前，變阻器滑片位置）本實(shí)驗(yàn)在電鍵閉合前，變阻器滑片位置（2 2）使用舊電池）使用舊電池（3 3）實(shí)驗(yàn)中將電流不要太大，每次讀完數(shù)后立即斷電）實(shí)驗(yàn)中將電流不要太大，每次讀完數(shù)后立即斷電（4 4）畫）畫U-I U-I 圖，描點(diǎn)連線時(shí)，應(yīng)使圖線通過盡可能多圖，描點(diǎn)連線時(shí)，應(yīng)使圖線通過盡可能多 的點(diǎn)，使不在直線上的點(diǎn)均勻分布

9、在直線的兩側(cè)，的點(diǎn)，使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)， 偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去。偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去。（5 5）畫）畫U-I U-I 圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始， 橫坐標(biāo)必須從橫坐標(biāo)必須從0 0開始開始 ( (這時(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流這時(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流) )U/I/例例1. 一位同學(xué)記錄的一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見表。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù)見表。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中畫出在下圖中畫出UI圖線，并根據(jù)圖線讀出電池的電動(dòng)圖線，并根據(jù)圖線讀出電池的電動(dòng)勢(shì)勢(shì)E= ，電池的內(nèi)阻，電池的內(nèi)阻 r = .I(A)U(V)0.121.370.

10、201.320.311.240.351.200.501.100.571.051.480.76E rAR1 R2 例例2. 如圖示的電路中，如圖示的電路中，R1 、R2為標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)電阻，測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，準(zhǔn)電阻，測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則電動(dòng)如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值勢(shì)的測(cè)量值 真實(shí)值，內(nèi)阻的測(cè)真實(shí)值，內(nèi)阻的測(cè)量值量值 真實(shí)值，產(chǎn)生誤差的原因真實(shí)值，產(chǎn)生誤差的原因是是 。等于等于偏大偏大電流表有內(nèi)阻電流表有內(nèi)阻練習(xí)練習(xí) 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、開關(guān)和在測(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、開關(guān)和導(dǎo)線配合下列哪組儀器，可以達(dá)

11、到測(cè)定目的導(dǎo)線配合下列哪組儀器，可以達(dá)到測(cè)定目的 （ ）A. 一只電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器一只電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器 B. 一只電流表和一只電壓表一只電流表和一只電壓表C. 一只電流表和一個(gè)電阻箱一只電流表和一個(gè)電阻箱 D. 一只電壓表和一個(gè)電阻箱一只電壓表和一個(gè)電阻箱C DE=I1（R1+ RA+ r） E=I2（R2+ RA+ r） )R(RIIIIE122121真A211122RIIRIRIr真 例例3. 如圖是測(cè)量電源內(nèi)電阻的電路，下列關(guān)于誤差的說法，如圖是測(cè)量電源內(nèi)電阻的電路，下列關(guān)于誤差的說法，正確的是正確的是 ( )A .由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值小于真實(shí)由于電流表的分

12、壓作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值小于真實(shí) 值；值；B. 由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值；由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測(cè)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(cè)量值小于真實(shí)值；由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測(cè)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(cè)量值大于真實(shí)值；由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值； vA解：解： E = U + Ir ， I=(IA +U/RV) ，由于電壓表的分流由于電壓表的分流作用，對(duì)于每個(gè)電壓值作用，對(duì)于每個(gè)電壓值U1 ，測(cè)得的電流，測(cè)得的電流IA小于總電流小于總電流I1，U越大，越大，I A跟跟I1相差越大，

13、相差越大， 畫出的圖線應(yīng)為實(shí)線所示：畫出的圖線應(yīng)為實(shí)線所示：UIU1IAI1所以內(nèi)電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。所以內(nèi)電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。C （8分）現(xiàn)有器材：量程為分）現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻、內(nèi)阻約約30-40 的電流表一個(gè)，定值電阻的電流表一個(gè)，定值電阻R1=150，定值電阻，定值電阻R2=100 ，單刀單擲開關(guān)，單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干。要求利用這些器，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測(cè)量一干電池（電動(dòng)勢(shì)約材測(cè)量一干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V）的電動(dòng)勢(shì)。）的電動(dòng)勢(shì)。（1）按要求在實(shí)物圖上連線。）按要求在實(shí)物圖上連線。（2） 用已知量和直接測(cè)得量表示的待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式用已知量和直接測(cè)得量

14、表示的待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為為= ，式中各直接測(cè)得量的意義是：，式中各直接測(cè)得量的意義是： .2002年河南高考年河南高考12、R1 R2R1 R2 （1）連圖：左圖只用）連圖：左圖只用R1接入電路；右圖接入電路；右圖用用R1和和R2串聯(lián)接入電路。串聯(lián)接入電路。 22121RIIII（2） I1是外電阻為是外電阻為R1時(shí)的電流，時(shí)的電流， I2是外電阻為是外電阻為R1和和R2串聯(lián)時(shí)的電流串聯(lián)時(shí)的電流.測(cè)量原理測(cè)量原理：mAR1mAR2R1E=I1（R1+ Rg+ r） E=I2（ R1+ R2+ Rg+ r） 聯(lián)立聯(lián)立 解得解得22121RIIIIE注意注意：若只用：若只用R2接在電路中，則電流

15、將超過電接在電路中，則電流將超過電 流表的量程，所以用流表的量程，所以用 R1和和R2串聯(lián)接入電路。串聯(lián)接入電路。 解答解答：練習(xí)練習(xí) 某同學(xué)采用如圖甲所示的電路測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和某同學(xué)采用如圖甲所示的電路測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，已知干電池的電動(dòng)勢(shì)約為內(nèi)阻，已知干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V1.5V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約11，電，電壓表壓表(0-3V,3k),(0-3V,3k),電流表電流表(0-0.6A,1.0),(0-0.6A,1.0),滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器有有R R1 1(10 2A)(10 2A)和和 R R2 2(100 0.1A)(100 0.1A)各一只各一只; ;(1)(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器

16、應(yīng)選用實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 ( (選填選填R R1 1或或R R2 2).).(2)(2)在乙圖中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路在乙圖中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路. .(3)(3)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值, ,得到如圖丙所示的得到如圖丙所示的U-IU-I圖線圖線, ,由圖線可較準(zhǔn)確求出該電源電動(dòng)勢(shì)由圖線可較準(zhǔn)確求出該電源電動(dòng)勢(shì)E=E= V; V; 內(nèi)阻內(nèi)阻r=r= .1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA圖甲圖甲圖乙圖乙R11.50圖線的斜率為圖線的斜率為0.7/0.37=1.85 r=1.85-RA

17、=0.85 0.85二、電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻測(cè)量的基本情景變式二、電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻測(cè)量的基本情景變式變式一實(shí)驗(yàn)中除了待測(cè)電池和電鍵導(dǎo)線外只有電阻箱和電流表，變式一實(shí)驗(yàn)中除了待測(cè)電池和電鍵導(dǎo)線外只有電阻箱和電流表， 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。如何測(cè)？測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。如何測(cè)？（1）電路如圖所示：）電路如圖所示：A（2）主要步驟）主要步驟改變電阻箱阻值改變電阻箱阻值R，測(cè)出對(duì)應(yīng)的電流，測(cè)出對(duì)應(yīng)的電流I由（由（ E = I1R1 + I1r， E = I2R2 + I2r ） 得：得： 211221II)R(RIIE211122IIRIRIr 若能測(cè)出多組若能測(cè)出多組I I、R R值，以值，以R

18、 R為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)， 為橫坐標(biāo)，作出為橫坐標(biāo)，作出 圖象，由于圖象，由于 ， 可知這條圖線是直線，直線在縱軸的截距可知這條圖線是直線，直線在縱軸的截距rr，圖線的斜率，圖線的斜率E=tgE=tg。I1I1RrIER變式二實(shí)驗(yàn)中除了待測(cè)電源和電鍵導(dǎo)線外，只有電阻箱和電壓變式二實(shí)驗(yàn)中除了待測(cè)電源和電鍵導(dǎo)線外，只有電阻箱和電壓 表，如何測(cè)？表，如何測(cè)？ （1）電路如圖所示）電路如圖所示V1/I1/IR-r-r（2）主要步驟）主要步驟 改變電阻箱阻值改變電阻箱阻值R，測(cè)出對(duì)應(yīng)，測(cè)出對(duì)應(yīng)的電壓的電壓U由由 ， 求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻rRUUE111rRUUE2221/U1/R0

19、0111rUE ER變式三今有一個(gè)阻值為變式三今有一個(gè)阻值為55的定值電阻，一個(gè)理想電壓表的定值電阻，一個(gè)理想電壓表( (量程大量程大 于電源電動(dòng)勢(shì)于電源電動(dòng)勢(shì)) )，開關(guān)及導(dǎo)線若干，能否測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和，開關(guān)及導(dǎo)線若干，能否測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和 內(nèi)阻？?jī)?nèi)阻？（2）主要步驟：）主要步驟：（3）電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻：）電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻：RUUUr221閉合閉合K1 、 K2 ，記下電壓表讀數(shù)記下電壓表讀數(shù)U2（1）電路如圖所示：）電路如圖所示： 斷開斷開K2、閉合、閉合K1，記下電壓表讀數(shù)記下電壓表讀數(shù)U1E=U1變式四今有一個(gè)阻值為變式四今有一個(gè)阻值為1010的定值電阻，一個(gè)電壓表，開關(guān)和導(dǎo)的定值電阻，一

20、個(gè)電壓表，開關(guān)和導(dǎo) 線若干，電壓表表盤上有刻度但無刻度值。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)能線若干，電壓表表盤上有刻度但無刻度值。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)能 測(cè)定某電源內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓測(cè)定某電源內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓 量程大于電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻約為幾歐）。量程大于電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻約為幾歐）。要求：要求： 畫出實(shí)驗(yàn)電路圖畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 簡(jiǎn)要寫出完成接線后的實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)要寫出完成接線后的實(shí)驗(yàn)步驟 寫出需測(cè)量的量，計(jì)算電源內(nèi)阻的表達(dá)式寫出需測(cè)量的量，計(jì)算電源內(nèi)阻的表達(dá)式 （1）電路如圖所示：）電路如圖所示： （2）主要步驟：）主要步驟：斷開斷開K2、閉合、閉合K1，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)記下電壓表偏轉(zhuǎn)

21、格數(shù)N1 閉合閉合K1 、 K2 ，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2 （3）電源內(nèi)阻：）電源內(nèi)阻：221221NNN10RNNNr 變式五有兩只伏特表變式五有兩只伏特表V1V1和和V2V2，量程已知，內(nèi)阻不知，另有一干，量程已知，內(nèi)阻不知，另有一干 電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但大小未知。只有這兩只伏特電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但大小未知。只有這兩只伏特 表，電鍵和連接導(dǎo)線若干，要求通過測(cè)量計(jì)算出干電池的表，電鍵和連接導(dǎo)線若干，要求通過測(cè)量計(jì)算出干電池的 電動(dòng)勢(shì)（已知電動(dòng)勢(shì)不超過伏特表的量程）電動(dòng)勢(shì)（已知電動(dòng)勢(shì)不超過伏特表的量程）要求：要求： 畫出測(cè)量時(shí)所用的電路圖畫出測(cè)量時(shí)所用的電路圖 以測(cè)量的量為已知量，導(dǎo)出計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式以測(cè)量的量為已知量，導(dǎo)出計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式 （1）電路如圖所示：）電路如圖所示：S1S1V1S2S2V2（2）主要步驟：）主要步驟：閉合閉合S1、S2，記下，記下V1的讀數(shù)的讀數(shù)U1，則則 rRUUEV111由上兩式可得：由上兩式可得： 112