【湖南師大附中】高三物理 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件 新人教版

1、1,7 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,第七章,電 路,2,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.用閉合電路歐姆定律測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻. 2.進(jìn)一步加深對(duì)閉合電路歐姆定律的理解. 3.進(jìn)一步熟練掌握電壓表和電流表的使用方法.,3,二、實(shí)驗(yàn)原理 1.根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir可知，當(dāng)外電路的電阻分別取R1、R2時(shí)，有E= 和 可得出 E=(I1U2-I2U1)/(I1-I2) r=(U2-U1)/(I1-I2) 可見，只要測(cè)出電源在不同負(fù)載下的輸出電壓和輸出電流，就可以算出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.,4,2.為減小誤差，至少測(cè)出6組U、I值，且變化范圍要大些，然后在U-I圖中描點(diǎn)作圖，由圖線縱截距和斜率找出E

2、、r.,5,三、實(shí)驗(yàn)器材 被測(cè)電池(干電池)、 、 、 、電鍵和導(dǎo)線等. 四、探究過程 1.確定電流表、電壓表的量程，按甲所示電路把器材連接好，如圖乙所示.,電流表,電壓表,滑動(dòng)變阻器,6,2.把變阻器的滑動(dòng)片移到一端使阻值達(dá)到最大. 3.閉合電鍵，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)，用同樣方法測(cè)量并記錄幾組I、U值； 4.斷開電鍵，整理好器材； 5.數(shù)據(jù)處理：用原理中方法計(jì)算或在U-I圖中找出E、r.,7,五、誤差分析 1.測(cè)量電路存在系統(tǒng)誤差I(lǐng)真=I測(cè)+IV，實(shí)驗(yàn)中未考慮伏特表的分流影響. 2.用圖象法求E、r時(shí)存在偶然誤差. 3.本實(shí)驗(yàn)結(jié)果：E測(cè)E真，r測(cè)r真.

3、,8,六、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻測(cè)定方法 電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)定方法歸納起來分別對(duì)應(yīng)閉合電路歐姆定律的三種不同形式.第一種形式路端電壓和干路電流間的關(guān)系U=E-Ir(簡(jiǎn)稱伏安法),第二種形式干路電流和外電阻間的關(guān)系 (簡(jiǎn)稱安阻法),第三種形式路端電壓和外電阻間的關(guān)系 (簡(jiǎn)稱伏阻法).,9,一、在測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意什么？ 1.本實(shí)驗(yàn)在電鍵S閉合前，變阻器滑片應(yīng)處于有效阻值最大處. 2.要測(cè)出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要第1、4為一組，第2、5為一組，第3、6為一組，分別解出E、r值再取平均值.,10,3.畫U-I圖線時(shí)，由于讀數(shù)的偶然誤差，描出的點(diǎn)

4、不在一條直線上，在作圖時(shí)應(yīng)使圖線通過盡可能多的點(diǎn)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去，這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度.,11,4.本實(shí)驗(yàn)由于干電池內(nèi)阻較小，路端電壓U的變化也較小，這時(shí)畫U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)I必須從零開始).但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動(dòng)勢(shì)E，圖線斜率的絕對(duì)值仍為內(nèi)阻r.,12,5.干電池的內(nèi)電阻較?。?.51.5），如果短路，電流過大，會(huì)損壞電表和電池，故調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)要防止發(fā)生電阻為零的情況；電池內(nèi)阻若太小不易測(cè)量，實(shí)驗(yàn)中可在電池

5、外串一電阻；隨著電池的使用，電動(dòng)勢(shì)會(huì)減小，內(nèi)阻會(huì)增加.,13,6.實(shí)驗(yàn)時(shí)為了不使在外電阻較小時(shí)，電路中的電流長(zhǎng)時(shí)間超過干電池的正常放電電流（0.3A），應(yīng)使通電時(shí)間越短越好，只是在讀取數(shù)據(jù)時(shí)讓電路接通，否則易損傷電池.,14,7.改變變阻器阻值時(shí)，最好讓兩表中的一個(gè)指針指整數(shù)格，每次電阻值變化適當(dāng)大一些，可減小讀數(shù)誤差，注意電表的估讀. 8.用伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，電壓表示數(shù)準(zhǔn)確，電流表示數(shù)比實(shí)際電流小，故實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差由電壓表分流引起，為此變阻器阻值應(yīng)小一些，電壓表內(nèi)阻應(yīng)大一些.,15,二、測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的其他方法有哪些？ 測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法有：用一只電流表和電阻箱測(cè)量；用

6、一只電壓表和電阻箱測(cè)量；用兩只電壓表測(cè)量.,16,可采用下列幾種圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： （1）由E=I(R+r+RA)得： 作 圖線，如圖(b)，斜率為E，縱軸截距的絕對(duì)值為r.,17,（2）由E=I(R+r+RA),得： 作 圖線，如圖(c)，斜率為E，縱軸截距的絕對(duì)值為(r+RA).,18,（3）由E=I(R+r+RA),得： 作 圖線，如圖(d)，斜率倒數(shù)為E，縱軸截距除以斜率再與電流表內(nèi)阻RA的差為r.,19,（4）由E=I(R+r+RA),得： 作 圖線，如圖(e)，斜率的倒數(shù)為E，縱軸截距除以斜率為電源的內(nèi)阻r.,20,1.測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的原理的基本應(yīng)用 用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的

7、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，伏安圖象如圖所示，根據(jù)圖線回答： （1）干電池的電動(dòng) 勢(shì)和內(nèi)電阻各多大？ （2）圖線上a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 外電路電阻是多大？電源此 時(shí)內(nèi)部熱耗功率是多少？,21,（3）圖線上a、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電路電阻之比是多大？對(duì)應(yīng)的輸出功率之比是多大？ （4）在此實(shí)驗(yàn)中，電源最大輸出功率是多大？,22,圖為測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的U-I圖線.用此電源與三個(gè)阻值均為3 的電阻連接成電路，測(cè)得路端電壓為4.8V.則該電路可能為( ),B,23,2.儀器的選擇、電路的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理 利用如圖所示的一只電壓表、一個(gè)電阻箱和一個(gè)電鍵，測(cè)量一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.請(qǐng)畫出實(shí) 驗(yàn)電路圖，并用筆畫 線作導(dǎo)線將所給器材 連接成實(shí)驗(yàn)電路.用記 錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出電 動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的表達(dá)式.,24,25,為了測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，現(xiàn)準(zhǔn)備了下列器材： 待測(cè)干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻約1.0） 電流表G（滿偏電流3.0mA，內(nèi)阻150） 電流表A（量程00.60A，內(nèi)阻未知） 滑動(dòng)變阻器R1（020，2A） 滑動(dòng)變阻器R2（01000，1A） 定值電阻R3=900 開關(guān)和導(dǎo)線若干,26,（1）為了能盡量準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，也為了操作方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是 .（填儀器代