實驗測定電池的電動勢和內(nèi)阻

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實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻U1精選課件電動勢和內(nèi)阻是電源的兩個重要參量，假設(shè)電池的電動勢和內(nèi)阻未知，如何測量電源的這兩個參量呢？有哪些測量方法？分別需要什么器材？2精選課件

1.了解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗原理。

2.學(xué)會用圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。

3.會分析本實驗的測量誤差，了解減小誤差的方法。(重點)(難點)3精選課件1.U-I法：E=U+Ir【探究：實驗原理】情景1：給你一節(jié)使用過的干電池、一個滑動變阻器、一個電流表、一個電壓表、一個開關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干,如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻?E=U2+I2rE=U1+I1rAVSR方法一：伏安法測電動勢和內(nèi)阻4精選課件情景2：給你一節(jié)使用過的干電池、一個電流表、一個電阻箱、一個開關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干,如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻?2.I-R法：E=IR+Ir方法二：用電流表、電阻箱測電動勢E和內(nèi)電阻r5精選課件3.U-R法：VRS情景3：給你一節(jié)使用過的干電池、一個電壓表、一個電阻箱、一個開關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干,如何測量這節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻?方法三：用電壓表、電阻箱測電動勢E和內(nèi)電阻r6精選課件一、伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻的器材選擇：電流表：0～0.6A電壓表：0～3V滑動變阻器：阻值較小的,最大阻值10～20Ω被測干電池：內(nèi)阻較大開關(guān)和導(dǎo)線7精選課件AVSR1.恰中選擇實驗器材,連接好實物圖二、實驗方法和步驟8精選課件2.把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端。3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(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六組U、I值。4.斷開開關(guān)，整理好器材。9精選課件方法一：公式法改變R的值，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。三、數(shù)據(jù)處理10精選課件EI短方法二:圖象法EIr=短EU軸截距等于電動勢E在坐標(biāo)紙上以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圖象。R是直線的斜率的絕對值11精選課件【實驗本卷須知】(1)如果使用的是水果電池，它的內(nèi)阻雖然比較大，但不夠穩(wěn)定，測量前要做好充分的準(zhǔn)備，測量盡量迅速。如果使用干電池，那么選擇內(nèi)阻大些的、已使用過的電池。(2)不要將I調(diào)得過大，每次讀完U、I讀數(shù)立即斷電。12精選課件(3)畫U-I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_始(但橫坐標(biāo)必須從0開始),這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢E，圖線的斜率的絕對值仍為內(nèi)阻r。13精選課件14精選課件四?誤差分析1.偶然誤差:主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U-I圖象時描點不是很準(zhǔn)確。2.系統(tǒng)誤差:系統(tǒng)誤差來源于未計電壓表分流,近似地將電流表的示數(shù)看作干路電流。實際上電流表的示數(shù)比干路電流略小。怎樣理解？15精選課件系統(tǒng)誤差分析：如果由實驗得到的數(shù)據(jù)作出甲圖中實線(a)所示的圖象，那么考慮到電壓表的分流后,得到的U-I圖象應(yīng)是圖中的虛線(b),由此可見,按乙圖所示的實驗電路測出的電源電動勢E測<E真,電源內(nèi)電阻r測<r真。甲乙16精選課件說明:

①外電路短路時,電流表的示數(shù)(即干路電流的測量值)I測等于干路電流的真實值,所以圖中(a)(b)兩圖線交于短路電流處。

②當(dāng)路端電壓(即電壓表示數(shù))為U1時,由于電流表示數(shù)I1測小于干路電流I1真,所以(a)(b)兩圖線出現(xiàn)了甲圖所示的差異。17精選課件18精選課件【對點訓(xùn)練】某探究性學(xué)習(xí)小組利用如下圖的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻。其中電流表A1的內(nèi)阻r1=1.0kΩ,電阻R1=9.0kΩ,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個R0=3.0Ω的電阻。通過屢次改變滑動變阻器觸頭位置,得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù),作出圖象如下圖。由I1-I2圖象得到電池的電動勢E=V,內(nèi)阻r=Ω。答案：1.41(1.36～1.44均可)0.5(0.4～0.6均可)19精選課件20精選課件1.用伏安法測定電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，以下本卷須知中錯誤的選項是()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．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C．根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作U-I圖象時，應(yīng)通過盡可能多的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)D.出于平安的考慮，在選擇電表時，量程越大越好D21精選課件2.(多項選擇)在測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，待測電池、開關(guān)和導(dǎo)線配合以下哪組儀器，可以到達(dá)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ACD22精選課件3.(2021?四川高考)用如下圖電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材:待測電源(電動勢約3V,內(nèi)阻約2Ω),保護(hù)電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑動變阻器R,電流表A,電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線假設(shè)干。實驗主要步驟:(1)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)。(2)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I。(3)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作U-I圖線(U、I都用國際單位)。(4)求出U-I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。答復(fù)以下問題:23精選課件(1)電壓表最好選用

;電流表最好選用

。A.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約15kΩ)B.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)C.電流表(0~200mA,內(nèi)阻約2Ω)D.電流表(0~30mA,內(nèi)阻約2Ω)(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大。兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是________。A.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端接線柱B.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端接線柱C.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=

,r=

,代入數(shù)值可得E和r的測量值。答案:(1)A

C

(2)C

(3)ka

k-R224精選課件4.(2021·江蘇高考)小明利用如下圖的實驗裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)圖中電流表的示數(shù)為A。25精選課件(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下:請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出U-I圖線。U/V1.451.361.271.161.06I/A0.120.200.280.360.44由圖線求得:電動勢E=

V;內(nèi)阻r=

Ω。26精選課件(3)實驗時,小明進(jìn)行了屢次測量,花費了較長時間,測量期間一直保持電路閉合。其實,從實驗誤差考慮,這樣的操作不妥,因為______________________?！窘馕觥?1)電流表使用的量程為0～0.6A,所以電流表讀數(shù)為0.44A。(2)描點連線得到U-I圖線,如下圖27精選課件根據(jù)E=U+Ir,圖象中縱截距為電動勢,所以E=1.60V(1.58～1.62都算對),斜率為內(nèi)阻,所以r=1.2Ω(1.18～1.26都算對)。(3)干電池長時間使用后,電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化,導(dǎo)致實驗誤差增大。答案:(1)0.44

(2)U-I圖象見解析1.60(1.58～1.62都算對)

1.2(1.18～1.26都算對)(3)干電池長時間使用后,電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化,導(dǎo)致實驗誤差增大28精選課件5.在本節(jié)實驗中，一位同學(xué)記錄了如下表數(shù)據(jù)次數(shù)物理量123456電流I(A)0.120.200.310.320.440.57電壓U(V)1.371.321.241.181.131.0529精選課件(1)根據(jù)數(shù)據(jù)選定以下供選用儀器的量程：①直流電流表(0～0.6A擋)，(0～3A擋)；②直流電壓表(0～3V擋)，(0～15V擋)；③滑動變阻器(0～10Ω，允許最大電流為1.00A)；④滑動變阻器(0～1000Ω，允許最大電流為0.60A)。30精選課件(2)根據(jù)數(shù)據(jù)在以下所給的坐標(biāo)紙上作U-I圖線，并根據(jù)圖線求出E和