測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析課件

測定電池的電動勢和內(nèi)阻誤差分析測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析復(fù)習(xí)：問題1.測定電池的電動勢和內(nèi)阻有哪些方法？VAErR內(nèi)接法外接法VAErR1、I-U法；用電壓表、電流表測電池的E、r由測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析2、I-R法；用電流表、定值電阻測電池的E、r電阻箱旋鈕式電阻箱插孔式電阻箱由測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析3、U-R法；用電壓表、定值電阻測電池的E、r；電阻箱由測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析問題2.為了減小偶然誤差數(shù)據(jù)處理方法有哪些？(1).求平均值法(2).U—I圖象法0I/AU/VEI短*圖象在縱軸上的截距為電源的電動勢E=△U△Ir*測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析例.用伏特表和安培表測定一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，因蓄電池內(nèi)阻非常小，為防止調(diào)節(jié)變阻器時造成短路，電路中用了一個保護(hù)電阻R0，除開關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有：A.電流表（量程0.6A,3A）B.電壓表（量程3V、15V）C.定值電阻（阻值1Ω，額定功率為5W）D.定值電阻（阻值10Ω，額定功率為10W）E.滑動變阻器（阻值范圍0-10Ω，額定電流2A）F.滑動變阻器（阻值范圍0-200Ω，額定電流1A）⑴電流表和電壓表各選哪個量程？⑵定值電阻選哪個？變阻器選哪個？試說明你選擇的理由(3)引起實驗系統(tǒng)誤差的主要原因外接法VAErR測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析解析：1·電壓表的選擇因蓄電池的電動勢為2V，故電壓表量程應(yīng)選3V；2·定值電阻若定值電阻取10Ω,則電路中電流最大不超過0.2A,電流值偏小，不利于讀數(shù)，故定值電阻只能取1Ω；3·電流表的選擇若電流表取3A，為了便于讀數(shù)（應(yīng)使指針半偏及以上），此時電路中的電阻的變化范圍太小，不利于操作，故電流表應(yīng)取0.6A檔；4·滑動變阻器擇選若滑動變阻器選F，當(dāng)其電阻大于10Ω時，調(diào)節(jié)滑片，電流的變化范圍極窄，且示數(shù)較小，即大于10Ω部分幾乎無用，故不選F答案：選E引起實驗系統(tǒng)誤差的主要原因：由于電壓表的分流作用造成電流表的讀數(shù)總是比電源實際輸出電流小測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析I-U法測E、r實驗中誤差分析1：利用U—I圖象1.電流表外接解：作U=E-Ir圖線如圖實線所示：UIE測UI測式中的U是路端電壓,

I應(yīng)是通過電源的電流，I真=I測

+IV=(I測

+U/RV)可見U越大，差值(I真-I測)就越大，

U=0時，差值(I真–I測)也為0，實際的U-I圖線如圖虛線示：斜率增大E真I實∴E測<E真r測<r真該電路適用于滑動變阻器阻值很小

(電源內(nèi)阻很小)的情況.外接法VAErR測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析2.電流表內(nèi)接:解：作U=E-Ir圖線如圖實線所示：IEIUVU式中的I是通過電源的電流，

U應(yīng)是路端電壓,U路=UV+UA=(UV+IRA)可見I越大，差值IRA就越大，I=0時差值為0實際的U-I圖線如圖虛線示：U路E真∴E測

=E真r測

>r真該電路適用于滑動變阻器阻值很大

(電源內(nèi)阻很大)的情況.I-U法測E、r實驗中誤差分析1：利用U—I圖象VAErR內(nèi)接法測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析測E、r實驗中誤差分析2：計算法外接法VAErR1.電流表外接由

若考慮電流表和電壓表內(nèi)阻，則有由

比較可得：

E測

<E真r測<r真測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析測E、r實驗中誤差分析2：計算法1.電流表內(nèi)接VAErR內(nèi)接法由

若考慮電流表RA和電壓表內(nèi)阻RV，則有由

比較可得：

E測

=E真r測>r真測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析測E、r實驗中誤差分析3：等效電源法實際電壓表可以等效為理想電壓表和RV的并聯(lián)，實際電流表可以等效為理想電流表和RA的串聯(lián)。

(1).I-U法測定E和r誤差分析1.電流表外接外接法VAErR電路誤差的主要來源是電流表的讀數(shù)小于實際的總電流ErVAR理想RVE測r測虛線部分可等效為一個電源，電壓表測的是等效電源的路端電壓，電流表測的是等效電源的總電流，故該電路測的是等效電源的電動勢和內(nèi)阻根據(jù)等效電源知識有：

因故該電路誤差極小

測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析測E、r實驗中誤差分析3：等效電源法(1).I-U法測定E和r誤差分析2.電流表內(nèi)接VAErR內(nèi)接法電路的誤差主要來源是電壓表的

讀數(shù)小于實際的路端電壓VAErR理想E測r測RA虛線部分可等效為一個電源，電壓表

測的是等效電源的路端電壓，電流表測

的是等效電源的總電流，故該電路測的

是等效電源的電動勢和內(nèi)阻根據(jù)等效電源知識有：

該電路測得的電動勢雖然準(zhǔn)確，但是由于

一般的電源的內(nèi)阻很小，而電流表的內(nèi)阻往往

比電源的內(nèi)阻大，故該電路的測量誤差很大。測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析(2).I-R法測定E和r誤差分析測E、r實驗中誤差分析3：等效電源法AErR理想E測r測RA原理同根據(jù)等效電源知識有：測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析(3).U-R法測定E和r誤差分析測E、r實驗中誤差分析3：等效電源法原理同ErVR理想RVE測r測根據(jù)等效電源知識有：測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析1.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)為虛線所示：UIU1IAI1所以內(nèi)電阻的測量值小于真實值。C測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析2.測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）。器材:量程3V的理想電壓表V，量程0.5A的

電流表A（具有一定內(nèi)阻），固定電阻

R=4Ω，滑線變阻器R′，電鍵K，導(dǎo)線若干。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）測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析3.已知太陽能電池組的電動勢約為8V，短路電流約為4mA，為了精確測出它的電動勢和內(nèi)阻，除導(dǎo)線和開關(guān)外，可供選擇的儀器有：A.電流表,量程5mA，內(nèi)阻約10ΩB.電流表,量程20mA，內(nèi)阻約40ΩC.電壓表,量程5.0V，內(nèi)阻約5kΩD.電壓表,量程15V，內(nèi)阻約15kΩE.滑動變阻器電阻4kΩF.滑動變阻器電阻40kΩ(1)為使實驗盡可能方便、準(zhǔn)確，應(yīng)選用上述儀器中的

（用所給器材的代號填寫）.(2)在虛線框內(nèi)畫出電路圖.(3)該電路測得的電源電動勢和真實值相比較

。測得的內(nèi)電阻和真實值相比較

。(填偏大、偏小或相等)ACEAV相等偏大測量電池的電動勢和內(nèi)阻-誤差分析4.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)實驗中滑動變阻器應(yīng)選用

(選填R1或R2).(2)在乙圖中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實驗電路.(3)在實驗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