實驗測量電池的電動勢和內(nèi)阻

實驗測量電池的電動勢和內(nèi)阻第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二一、實驗原理閉合電路歐姆定律E=U+IrE=U1+I1rE=U2+I2r求出E、r電壓表、電流表測U、I思考：有沒有其他方法？U=IR電流表、兩個定值電阻I=U/R電壓表、兩個定值電阻為了減小偶然性誤差，寫出U-I圖線，通過圖線上的截距，斜率求解E和r第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二二、實驗方案和電路圖（三種情況）1、用電壓表、電流表測電池的E、r2、用電流表、定值電阻測電池的E、r電阻箱AV電流表常采用相對電源外接法，為何？電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻均較小，相差不多，若不這樣，電流表分壓較多，則測量誤差較大。電壓表應(yīng)測量路端電壓。第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二3、用電壓表、定值電阻測電池的E、r電阻箱二、實驗方法1、水果電池優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)阻較大缺點(diǎn)：內(nèi)阻易變化2、測出多組作圖求解,求平均值，減小誤差。第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二實驗步驟1：按原理圖連接實物圖AVSR2、把變阻器的滑片移到一端使電阻值最大3、閉合電鍵，調(diào)節(jié)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壓表的示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄幾組U，I值。4、斷開電鍵，整理好器材第五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二三、數(shù)據(jù)處理方法一：公式法改變R的阻值，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，多測量幾次I、U的值，算出E、r取平均值.

AVSR也是為理想電表情況的方程。當(dāng)考慮電壓表的分流：第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二方法二：圖象法以Ｉ為橫坐標(biāo)，Ｕ為縱坐標(biāo)，用測出幾組的Ｕ，Ｉ值畫出Ｕ-Ｉ圖像，為了充分利用坐標(biāo)紙，縱坐標(biāo)常用最小電壓值為起點(diǎn)，不以零為起點(diǎn)。圖線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動勢E的值，圖線的斜率的絕對值即為內(nèi)阻的值。寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式，利用截距、斜率求E和r。U=E-Ir,截距E、斜率r。2.U路端=U測。I真>I測。電壓表分流的原因。I真AVRE真

r真IvI誤差分析U/VI/A0UE測E真I測I真1.當(dāng)外路R短路時，電流表的示數(shù)I測等于干路電流I真。所以兩圖線相交于橫軸一點(diǎn)。偏小r測<r真,E測<E真。1.電流表相對待測電阻（電源內(nèi)阻）外接畫圖，加上修正值第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二電流表分壓原因。U測>U路端。電流表示數(shù)等真實值2.電流表相對待測電阻（電源內(nèi)阻）內(nèi)接當(dāng)外路斷路時，UA=0，則U測=E，兩圖線相交于縱軸一點(diǎn)。AVRU/VI/AI測I真EU測U真I偏大則E真=E測,r測>r真。第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二四、注意1、測干電池的電動勢和內(nèi)阻，應(yīng)選用舊電池舊電池的內(nèi)阻較大，以使電壓表示數(shù)變化明顯2、用電壓表和電流表測電池的電動勢和內(nèi)阻，應(yīng)選用安培表的外接法。3、U=0時的電流為短路電流4、根據(jù)圖象求E、r誤差較小I真AVRE真

r真IvI第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二測電源E、r的幾種方法與電路連接(理想電表）主要儀器原理電路圖電壓表電流表變阻器電壓表變阻箱電流表變阻箱第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二

例1、用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，下列注意事項中錯誤的是()

A．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

B．應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表

C．移動變阻器的觸頭時，不能使滑動變阻器短路造成電流表過載

D．根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作U一I圖象時，應(yīng)通過盡可能多的點(diǎn)畫一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)B第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二2、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)處理方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是（）A．測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E＝U1十I1r和E＝U2十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U－I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。C分析：ABD都會產(chǎn)生偶然性誤差第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二3、測量電源B的電動勢E及電阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）

器材：量程3V的理想電壓表、量程0.5A的電流表（具有一定內(nèi)阻）、固定電阻R=4Ω、電鍵K、滑線變阻器R′、導(dǎo)線若干要求：①畫出實驗電路原理圖（圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標(biāo)出）②實驗中，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）（1）電路如圖所示：AVKBRR’第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二例1測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：A．待測干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻小于1.0Ω)B．電流表G(滿偏電流Ig＝3mA，內(nèi)阻Rg＝10Ω)C．電流表A(0～0.6A，內(nèi)阻0.1Ω)D．滑動變阻器R1(0～20Ω，10A)E．滑動變阻器R2(0～200Ω，1A)F．定值電阻R0(990Ω)G．開關(guān)和導(dǎo)線若干類型一實驗器材與電路的選擇(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設(shè)計了圖甲中的a、b兩個參考實驗電路．其中合理的是圖___所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能較準(zhǔn)確的進(jìn)行測量，滑動變阻器應(yīng)選___(填寫器材的代號)．(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)(1)中選出的合理實驗電路，利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1－I2圖線(I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù))，則由圖線可得被測電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________

Ω.bD0.8(0.78～0.821.48(1.47～1.49筆頭改裝滑動變阻器阻值不要太大，最大電流大些。選用Ｄ改變電路方便第十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二【解析】

(1)電路a中電流表A和定值電阻R0組成的電壓表量程為0.6×990.1V≈594V，而電源電動勢僅約為1.5V，所以電路a不合理，電路b合理，電源的內(nèi)阻較小，又滑動變阻器采用限流式改變電路，所以用滑動變阻器R1改變電路較為方便．(2)根據(jù)實驗原理可知電流表G的讀數(shù)乘以(10＋990)Ω，即為電路的路端電壓，所以圖線在縱軸上的截距乘以(10＋990)Ω＝1000Ω，可得電源電動勢E＝1.48×10－3×1000V＝1.48V；從圖線上取兩點(diǎn)得電池的內(nèi)阻

v原理圖及原理E=U+Ir兩電表是理想情況的1.由電路圖及原理列出變化量間的關(guān)系，即自變量I2和因變量I1的關(guān)系式。2.找出斜率、截距的表達(dá)式。E=U+I2r,電壓表的示數(shù)U=I1(RG+R0)所以0.1Ω1000Ω第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二例2.圖甲是利用兩個電流表A1和A2測量干電池電動勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖．圖中S為開關(guān)，R為滑動變阻器，固定電阻R1和A1內(nèi)阻之和為10000Ω(比r和滑動變阻器的總電阻都大得多)，A2為理想電流表．(1)按電路原理圖在圖乙虛線框內(nèi)各實物圖之間畫出連線．(2)在閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器的滑動端c移動至________(填“a端”、“中央”或“b端”)．(3)閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置，讀出電流表A1和A2的示數(shù)I1和I2，多次改變滑動端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為在圖所示的坐標(biāo)紙上以I1為縱坐標(biāo)、I2為橫坐標(biāo)畫出所對應(yīng)的I1－I2曲線．類型二電路的連接和實驗數(shù)據(jù)的處理I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2(mA)48040032023214068b端利用數(shù)據(jù)表求解，偶然性誤差（讀數(shù)、畫圖引起的）較大可把A1和R1視作構(gòu)成的理想電壓表第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二(4)利用所得曲線求得電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(保留兩位小數(shù))(5)該電路中電源輸出的短路電流Im＝________A.R1+RA1相當(dāng)于電壓表，I1遠(yuǎn)小于I2，則干路I=I2?？梢曌骼硐腚妷罕淼谑唔?，共二十六頁，編輯于2023年，星期二第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二3．現(xiàn)有一特殊電池，它的電動勢E約為9V，內(nèi)阻r約為40Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA.為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實驗，圖中電流表的內(nèi)阻RA已經(jīng)測出，阻值為5Ω，R為電阻箱，阻值范圍0～999.9Ω，R0為定值電阻，對電路起保護(hù)作用．(1)實驗室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格：A．10Ω

B．50ΩC．150Ω D．500Ω本實驗選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好________．(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了圖乙所示的圖線，則根據(jù)該同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動勢E＝______V，內(nèi)阻r＝______Ω.(1)回路中的最小電阻R總＝E/Im＝180Ω，R0為保護(hù)電阻，當(dāng)R＝0時，欲使電源電流也不會超出50mA，則最小R0＝R總－r－RA＝135Ω，C最合適，A、B太小起不到保護(hù)作用，D太大，會使電路中的電流測量范圍太?。瓹1045第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二1．在用圖甲所示的電路測電池電動勢和內(nèi)電阻時，由于電壓表的分流作用造成系統(tǒng)誤差，圖乙所示的U－I圖象中有兩條直線AB和A′B，其中一條是根據(jù)實測數(shù)據(jù)畫出的直線，另一條是修正電壓表分流所引起的誤差得到的直線，由圖可知，正確的是(

)

A．AB是根據(jù)實測數(shù)據(jù)畫出的直線B．A′B是根據(jù)實測數(shù)據(jù)畫出的直線C．路端電壓U越大，通過電壓表的電流越大D．由于電壓表的分流作用，使電池電動勢和內(nèi)電阻的測量值都小于真實值答案：ACD練習(xí)系統(tǒng)誤差：由于實驗工具引起的誤差第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二2．在用伏安法測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，圖是某一同學(xué)的實際接線圖，圖中接線有一處錯誤，只需去掉一根導(dǎo)線，這根導(dǎo)線的編號是________．③3．圖中E為直流電源，R為已知電阻，V為理想電壓表，其量程大于電源電動勢，S1和S2是開關(guān)．現(xiàn)要利用圖中電路測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r，試寫出主要實驗步驟及結(jié)果的表達(dá)式．1.測電動勢2.測內(nèi)阻第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二4．測量電池的電動勢E及內(nèi)阻r(E約為6V，r約為1.5Ω)．器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.6A的電流表A(具有一定內(nèi)阻)，固定電阻R＝8.5Ω，滑動變阻器R′(0～10Ω)，開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)在圖的虛框中畫出實驗電路原理圖．圖中各元件需用題目中所給出的符號或字母標(biāo)出．(2)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖完成實物連線．(3)實驗中，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)解析：本題考查實驗原理和實驗圖的連接，及處理實驗數(shù)據(jù)的能力．(1)、(2)如圖甲、乙所示．第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期二5.如圖所示，用一只電流表和兩個定值電阻測定電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，由于未考慮電流表的內(nèi)阻，其測量值E和r與真實值E0和r0相比較，正確的是(