測定電池的電動勢和內(nèi)阻公開課

會計學(xué)1測定電池的電動勢和內(nèi)阻公開課復(fù)習(xí)回顧：2、電源電動勢與內(nèi)、外電壓關(guān)系1、閉合電路歐姆定律EI短（2）圖象在橫軸上的截距為短路電流I短（U=0）（3）圖象斜率的絕對值為電源內(nèi)阻（I=0）I/AU/V0（1）圖象在縱軸上的截距為電源的電動勢E由U=E-Ir可知，U是I的一次函數(shù)。

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1、給你一節(jié)使用過的干電池、一個滑動變阻器、一塊電流表、一塊電壓表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻。AVSR原理：E=U+Ir思考第2頁/共35頁

2、給你一節(jié)使用過的干電池、一個變阻箱、一塊電流表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻。E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)ARK原理：E=I（R+r)第3頁/共35頁

3、給你一節(jié)使用過的干電池、一個變阻箱、一塊電壓表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻。VRK原理：E=U+URr第4頁/共35頁VR2VR1AAR1R2第5頁/共35頁一、伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)1、基本原理

2、實(shí)驗(yàn)基本電路用電流表、電壓表與滑動變阻器AV甲Ｕ：路端電壓只要測出幾組（至少兩組）U、I值就可求出E、r閉合電路的歐姆定律：Ｅ＝Ｕ＋ＩrAV乙Ｉ：通過電源的電流第6頁/共35頁真實(shí)值測量值誤差分析：0E=U+IrE測

<E真r

測<r真

E測E真第7頁/共35頁真實(shí)值測量值0E=U+IrE測

=E真r

測

>r真

E測

第8頁/共35頁3、系統(tǒng)誤差原因分析r

測<r真

r

測

>r真

AV甲AV乙E測

<E真E測

=E真..----------------...IU....IU00第9頁/共35頁

儀器選擇：電流表：0～0.6A電壓表:0～3V滑動變阻器:由測量電流確定，一般電流在0.2A-0.4A,選用阻值較小的，便于調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)時采用甲圖所示電路誤差較小第10頁/共35頁vA實(shí)驗(yàn)電路及其實(shí)物連線圖返回甲第11頁/共35頁4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

把所測量的數(shù)據(jù)代入U=E?Ir，

計算出，

同理，把其它幾組r2、r3、E2、E3算出來，用公式，即為所測電源的電動勢和內(nèi)阻。①平均值法第12頁/共35頁②圖象法EI短（1）圖象在縱軸上的截距為電源的電動勢E（2）圖象在橫軸上的截距為短路電流I短（U=0）（3）圖象斜率的絕對值為電源內(nèi)阻U0由U=E-Ir可知，U是I的一次函數(shù)。

（I=0）I/AU/V0圖象在橫軸上的截距還是短路電流嗎？討論:將圖線延長,與橫縱軸的交點(diǎn)各代表什么情況?第13頁/共35頁01.51.00.80.40.60.21.11.21.31.4UI不考慮在坐標(biāo)紙上以電流I為橫軸，路端電壓U為縱軸，描點(diǎn)連線畫出U-I圖線，并延長U-I圖線與坐標(biāo)軸相交，（1）圖線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動勢E的值；（2）圖線斜率的絕對值即為內(nèi)阻的值。第14頁/共35頁I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3丙1.5U/V00.51.01.5I/A0.10.20.30.40.5******甲I/A乙0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.10第15頁/共35頁課堂小結(jié)U-I法:I-R法：U-R法：ARsVRsE=I1(R1+r)E=I2(R2+r)E測

<E真E測

<E真AV乙AV甲E測

=E真E測

=E真r

測<r真

r

測<r真

r

測

>r真

r

測

>r真

第16頁/共35頁四、重要注意事項（1）本實(shí)驗(yàn)在電鍵閉合前，變阻器滑片位置（2）使用舊電池（3）實(shí)驗(yàn)中將電流不要太大，每次讀完數(shù)后立即斷電（4）畫U--I圖，描點(diǎn)連線時，應(yīng)使圖線通過盡可能多的點(diǎn)，使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去。（5）畫U--I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，橫坐標(biāo)必須從0開始

(這時圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流)

第17頁/共35頁U/I/例1.一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見表。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中畫出U—I圖線，并根據(jù)圖線讀出電池的電動勢E=

，電池的內(nèi)阻r=

Ω.I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.05······1.480.76第18頁/共35頁ErAR1R2

例2.如圖示的電路中，R1

、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，測定電源的電動勢和內(nèi)阻時，如果偶然誤差可以忽略不計，則電動勢的測量值

真實(shí)值，內(nèi)阻的測量值

真實(shí)值，產(chǎn)生誤差的原因是

。等于偏大電流表有內(nèi)阻練習(xí)

在測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，待測電池、開關(guān)和導(dǎo)線配合下列哪組儀器，可以達(dá)到測定目的（）A.一只電流表和一個滑動變阻器B.一只電流表和一只電壓表C.一只電流表和一個電阻箱D.一只電壓表和一個電阻箱CDE=I1（R1+RA+r）①

E=I2（R2+RA+r）②第19頁/共35頁

例3.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；vA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)為實(shí)線所示：UIU1IAI1所以內(nèi)電阻的測量值小于真實(shí)值。C第20頁/共35頁

（8分）現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40Ω的電流表一個，定值電阻R1=150Ω，定值電阻R2=100Ω，單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約1.5V）的電動勢。（1）按要求在實(shí)物圖上連線。（2）

用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達(dá)式為=

，式中各直接測得量的意義是：

.2002年河南高考12、R1

R2R1

R2第21頁/共35頁

（1）連圖：左圖只用R1接入電路；右圖用R1和R2串聯(lián)接入電路。（2）I1是外電阻為R1時的電流，

I2是外電阻為R1和R2串聯(lián)時的電流.測量原理：mAR1mAR2R1E=I1（R1+Rg+r）①E=I2（R1+R2+Rg+r）②聯(lián)立①②解得注意：若只用R2接在電路中，則電流將超過電流表的量程，所以用R1和R2串聯(lián)接入電路。

[解答]：第22頁/共35頁練習(xí)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1Ω，電壓表(0-3V,3kΩ),電流表(0-0.6A,1.0Ω),滑動變阻器有R1(10Ω2A)和R2(100Ω0.1A)各一只;(1)實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選用

(選填R1或R2).(2)在乙圖中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路.(3)在實(shí)驗(yàn)中測得多組電壓和電流值,得到如圖丙所示的U-I圖線,由圖線可較準(zhǔn)確求出該電源電動勢E=

V;內(nèi)阻r=

Ω.1.500.10.20.30.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA圖甲圖乙R11.50圖線的斜率為0.7/0.37=1.85Ωr=1.85-RA=0.85Ω0.85第23頁/共35頁第24頁/共35頁第25頁/共35頁第26頁/共35頁第27頁/共35頁二、電源電動勢與內(nèi)阻測量的基本情景變式變式一．實(shí)驗(yàn)中除了待測電池和電鍵導(dǎo)線外只有電阻箱和電流表，測定電源的電動勢和內(nèi)電阻。如何測？（1）電路如圖所示：A（2）主要步驟改變電阻箱阻值R，測出對應(yīng)的電流I由（E=I1R1+I1r，E=I2R2+I2r）得：

若能測出多組I、R值，以R為縱坐標(biāo)，

為橫坐標(biāo)，作出圖象，由于，

可知這條圖線是直線，直線在縱軸的截距—r，圖線的斜率E=tgα。第28頁/共35頁變式二．實(shí)驗(yàn)中除了待測電源和電鍵導(dǎo)線外，只有電阻箱和電壓表，如何測？

（1）電路如圖所示V1/IR-r（2）主要步驟改變電阻箱阻值R，測出對應(yīng)的電壓U由，

求出電源的電動勢和內(nèi)阻1/U1/R00

第29頁/共35頁變式三．今有一個阻值為5Ω的定值電阻，一個理想電壓表(量程大于電源電動勢)，開關(guān)及導(dǎo)線若干，能否測電源電動勢和內(nèi)阻？（2）主要步驟：（3）電源電動勢和內(nèi)阻：閉合K1

、K2

，記下電壓表讀數(shù)U2（1）電路如圖所示：

斷開K2、閉合K1，記下電壓表讀數(shù)U1E=U1第30頁/共35頁變式四．今有一個阻值為10Ω的定值電阻，一個電壓表，開關(guān)和導(dǎo)線若干，電壓表表盤上有刻度但無刻度值。請設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓量程大于電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐）。要求：①畫出實(shí)驗(yàn)電路圖②簡要寫出完成接線后的實(shí)驗(yàn)步驟③寫出需測量的量，計算電源內(nèi)阻的表達(dá)式

（1）電路如圖所示：

（2）主要步驟：斷開K2、閉合K1，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1

閉合K1

、K2

，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2

（3）電源內(nèi)阻：Ω

第31頁/共35頁變式五．有兩只伏特表V1和V2，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。只有這兩只伏特表，電鍵和連接導(dǎo)線若干，要求通過測量計算出干電池的電動勢（已知電動勢不超過伏特表的量程）要求：①畫出測量時所用的電路圖