實驗：測定電池 的電動勢和內(nèi)阻ppt課件

1、問題：問題：1.他是怎樣知道一段未知資料金屬絲的電阻他是怎樣知道一段未知資料金屬絲的電阻值的？值的？2.伏安法測電阻的原理是什么？請畫出丈伏安法測電阻的原理是什么？請畫出丈量原理圖。量原理圖。3.請根據(jù)丈量原理分析丈量系統(tǒng)誤差？請根據(jù)丈量原理分析丈量系統(tǒng)誤差？4.這個原理能不能直接丈量一節(jié)干電這個原理能不能直接丈量一節(jié)干電池的內(nèi)阻？池的內(nèi)阻？一、實驗原理一、實驗原理閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律E=U+IrE=U+IrE=U1+I1rE=U1+I1rE=U2+I2rE=U2+I2r求出求出E E、r r電壓表、電流表測電壓表、電流表測U U、I( I(伏安法伏安法思索：思索：有沒有其他方法？

2、有沒有其他方法？U=IRU=IR電流表、兩個定值電阻電流表、兩個定值電阻I=U/RI=U/R電壓表、兩個定值電阻電壓表、兩個定值電阻原理：原理：E = I ( R + r ) E = U +URr E = I1 ( R1 + r ) E = I2 ( R2 + r ) E = U1 +U1 R1r E = U2 +U2 R2r二、實驗電路圖設(shè)計二、實驗電路圖設(shè)計方案方案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 rAV甲甲電流表的外接法電流表的外接法AV乙乙電流表的內(nèi)接法電流表的內(nèi)接法電路電路供電電路電路供電電路電路丈量電路丈量電路干電池、電鍵等干電池、電鍵等滑動變阻

3、器滑動變阻器被丈量元器件被丈量元器件電壓表、電流表電壓表、電流表方案方案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電阻箱電阻箱方案方案2 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 rr r電阻箱電阻箱問題引領(lǐng)問題引領(lǐng):平安：丈量電學量不能平安：丈量電學量不能 超越儀表的量程超越儀表的量程準確：對電壓表和電流表準確：對電壓表和電流表來說，丈量時指針偏轉(zhuǎn)來說，丈量時指針偏轉(zhuǎn)要超越要超越1/3以上，對歐以上，對歐姆表來說指針要在中間姆表來說指針要在中間刻度附近刻度附近方便：對滑動變阻器來說方便：對滑動變阻器來說，在滿足要求情況下選，在滿足

4、要求情況下選用小電阻。用小電阻。實驗器材選擇實驗器材選擇的原那么是：的原那么是：平安、準確、平安、準確、方便，其含義方便，其含義是什么？是什么？電流表電流表(0.6A)電壓表電壓表滑動變阻器滑動變阻器開關(guān)、導線及坐標紙、鉛筆開關(guān)、導線及坐標紙、鉛筆( (選擇量程接近電源電動勢選擇量程接近電源電動勢) )選用阻值較小的選用阻值較小的, ,最大阻最大阻值值10 2010 20三、實驗器材的選擇三、實驗器材的選擇以方案以方案1為例為例 被測電池被測電池干電池干電池四、實驗步驟四、實驗步驟1 1：按原理圖銜接實物圖：按原理圖銜接實物圖( (以以方案方案1 1甲為例甲為例AVSR2、把變阻器的滑片移到一

5、端使電阻值最大3 3、閉合電鍵，調(diào)理變阻器，使電流表的、閉合電鍵，調(diào)理變阻器，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)，用同樣的方法丈量并記錄壓表的示數(shù)，用同樣的方法丈量并記錄幾幾 組組U U，I I值填入以下表格。值填入以下表格。4 4、斷開電鍵，整理好器材、斷開電鍵，整理好器材電壓表讀電壓表讀數(shù)（數(shù)（V）電流表讀數(shù)（A）五、數(shù)據(jù)處置方法一：公式法方法一：公式法 改動改動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，多丈量幾次的值，代入方程組聯(lián)立求解，多丈量幾次I I、U U的

6、的值，算出值，算出E E、r r取平均值取平均值. . rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE方法二：圖象法方法二：圖象法在坐標紙上以軸為橫在坐標紙上以軸為橫坐標，為縱坐標，用坐標，為縱坐標，用測出幾組的，值畫測出幾組的，值畫出圖像出圖像 所得直線跟縱軸的交點即為電動勢所得直線跟縱軸的交點即為電動勢E E的值，的值，圖線的斜率的絕對值即為內(nèi)阻的值。圖線的斜率的絕對值即為內(nèi)阻的值。UrkIOI/AU/V.E.EIr短UIAVSR1. 丈量電路存在系統(tǒng)誤差丈量電路存在系統(tǒng)誤差 。由于電壓表的分流。由于電壓表的分流 ，據(jù)此作出，據(jù)此作出如下圖的真實和丈量的如下圖的真實和

7、丈量的 UI 圖線圖線 ，由圖不難看出，由圖不難看出 ，E、r 的丈量值均小于真實值，的丈量值均小于真實值，r測測 r真、真、E測測 E真真 。五、誤差分析五、誤差分析2. 電壓表和電流表讀數(shù)時會呵斥偶爾誤差。用作圖法求電壓表和電流表讀數(shù)時會呵斥偶爾誤差。用作圖法求 E、r 時，作圖不準確呵斥偶爾誤差。時，作圖不準確呵斥偶爾誤差。I真真IvI測測UI丈丈量量值值真實值真實值I真真 = I測測 + IvE r問題引領(lǐng)：問題引領(lǐng)：請同窗們經(jīng)過作圖分析出安培表內(nèi)接法和請同窗們經(jīng)過作圖分析出安培表內(nèi)接法和伏阻法、安阻法的誤差情況。并用等效伏阻法、安阻法的誤差情況。并用等效法了解丈量的等效電池。法了解丈

8、量的等效電池。結(jié)論：丈量大內(nèi)阻電池：結(jié)論：丈量大內(nèi)阻電池： 伏安法伏安法-電流表內(nèi)接或安阻法電流表內(nèi)接或安阻法 丈量小內(nèi)阻電池：丈量小內(nèi)阻電池： 伏安法伏安法-電流表外接或伏阻法電流表外接或伏阻法 六、本卷須知六、本卷須知1. 為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)大些大些(選用已運用過一段時間的干電池選用已運用過一段時間的干電池)。2. 電池在大電流放電時極化景象較嚴重，電動勢電池在大電流放電時極化景象較嚴重，電動勢 E 會明顯下降，內(nèi)阻會明顯下降，內(nèi)阻 r 會明顯增大，故長時間放電不會明顯增大，故長時間放電不宜超越宜超越 0.3 A，短時間放電

9、不宜超越，短時間放電不宜超越 0.5 A，因此，因此，實驗中不要將實驗中不要將 R 調(diào)得過小，讀電表示數(shù)要快，每次調(diào)得過小，讀電表示數(shù)要快，每次讀完應(yīng)立刻斷電。讀完應(yīng)立刻斷電。3. 測出不少于測出不少于 6 組組 I、U 數(shù)據(jù)，且變化范圍要大。數(shù)據(jù)，且變化范圍要大。4. 計算內(nèi)阻要在直線上任取兩個相距較遠的點，用計算內(nèi)阻要在直線上任取兩個相距較遠的點，用公式計算出電源的內(nèi)阻公式計算出電源的內(nèi)阻 r。5. 干電池內(nèi)阻較小時，干電池內(nèi)阻較小時，U 的變化較小，此時，坐標圖中數(shù)據(jù)點的變化較小，此時，坐標圖中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如以下圖甲所示的情況，使下部大面積空間得不到利用將呈現(xiàn)如以下圖甲所示的情況，使下部

10、大面積空間得不到利用。為此，可使縱坐標不從零開場而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰。為此，可使縱坐標不從零開場而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開場當值開場(橫坐標橫坐標 I 必需從零開場必需從零開場)，如圖乙所示，并且把縱坐，如圖乙所示，并且把縱坐標的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小。此時圖線與橫軸交點不標的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小。此時圖線與橫軸交點不表示短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢要在直線上表示短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢要在直線上任取兩個相距較遠的點，用任取兩個相距較遠的點，用 r | U/I |求電池的內(nèi)阻求電池的內(nèi)阻 r。6. 畫畫 UI 圖線時，要使較多的點落在這圖線時，

11、要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)條直線上或使各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。這樣可，個別偏離直線太遠的點可舍去。這樣可使偶爾誤差得到部分抵消，提高準確度。使偶爾誤差得到部分抵消，提高準確度。1 1、用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，以下、用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，以下本卷須知中錯誤的選項是本卷須知中錯誤的選項是 ( ) ( ) A A應(yīng)選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表示應(yīng)選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯數(shù)的變化比較明顯 B B應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表 C C挪動變

12、阻器的觸頭時，不能使滑動變阻器短路呵挪動變阻器的觸頭時，不能使滑動變阻器短路呵斥電流表過載斥電流表過載 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(yīng)經(jīng)過盡能圖象時，應(yīng)經(jīng)過盡能夠多的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻夠多的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)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)電阻的數(shù)據(jù)處置方法，其中既能減小偶爾誤差，又直觀、簡便的方法是 A測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代人方程組：EU1十I1r和EU2十I2r，求出E和rB多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，最后分別求出其平均值C測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出UI圖象，再根據(jù)圖象求E、rD多測出幾組I、U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻。C3 3、丈量電源、