测定电池的电动势和内阻

课件34张PPT。4.3测量电源电动势和内电阻复习回顾：
2、电源电动势与内、外电压关系1、闭合电路欧姆定律EI短（2）图象在横轴上的截距为短路电流I短（U=0）（3）图象斜率的绝对值为电源内阻（I=0）（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。 1、给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。原理：E=U+Ir思考从而计算出： 一、伏安法测电源电动势和内阻实验1、基本原理
2、实验基本电路 用电流表、电压表与滑动变阻器Ｕ：路端电压只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r闭合电路的欧姆定律：Ｅ＝Ｕ＋ＩrＩ：通过电源的电流Ⅰ.搞清电表的测量对象，弄清误差来源误差来源：电压表内阻的分流作用，使得电流的测量出现误差(路端电压的测量是准确的)I真=I测+IV> I测㈠伏安法内接二、系统误差分析①函数法写出电压表示数U与电流表I之间的函数关系式　与函数　 　　　 对比，可知，由于电压表内阻的存在，使得通过此电路测量的电动势和内阻值为：＜E真＜r真Ⅱ.误差大小分析②图象法I真I测I=E/rE真E测要点１当电压表两端的电压(路端电压)为０时，电压表的内阻分流IV=0．因此，测量的U-I曲线与实际的曲线在横轴（I）上交于同一点．要点２对于相同的路端电压，电流的测量值小于真实值．真实曲线上的一点P真在测量曲线上对应点P测的右方．由上图可得：
E测R测 U测㈡伏安法外接①函数法写出电压表示数U与电流表I之间的函数关系式　与函数　　　　对比，可知，由于电流表内阻的存在，使得通过此电路测量的电动势和内阻值为：＝E真＞r真Ⅱ.误差大小分析②图象法E要点１当通过电流表的电流(总电流)为０时，电流表的内阻分压UA=0．因此，测量的U-I曲线与实际的U-I曲线在纵轴 （U）上交于同一点．要点２对于相同的总电流，路端电压的测量值小于真实值．真实曲线上的一点P真在测量曲线上对应点P测的上方．由上图可得：
E测＝E真
r测＞r真P真P测实际曲线U真U测r 测 < r真 r 测 > r真 E测 选用阻值较小的，便于调节实验时采用甲图所示电路误差较小3.实验电路及其实物连线图甲4、实验数据处理
把所测量的数据代入U = E?Ir，

计算出 ，
同理，把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来，
用公式，
即为所测电源的电动势和内阻。
① 代数法 1、建立坐标系、描点．纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上；2．根据描出的坐标点作出U－I图像，并延长与两坐标轴相交．②图象法因为电源的内阻小，图象的斜率小，因此在描绘的U-I图象中，图象的倾斜程度很小，很难与横轴相交。造成大面积的坐标平面得不到利用，而且给计算带来较大误差。注意：并非短路电流，因为对应的路端电压不为0内阻r=|k|=(E-U0)/I04.图像处理 1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选得大些(选用已使用过一段时间的干电池)．
3．在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化．5、注意事项4．在画U－I图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上．不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差．实验中误差较大的点，舍去不用2.本实验在电键闭合前，变阻器滑片位置1.测量电源电动势与内阻你还有其它方法吗？课后探究：2.能否用图像法分析该实验的系统误差？课堂小结U-I法:I-R法：U-R法：E测 r真 r 测 > r真 例1. 一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下图中画出U—I图线，并根据图线读出电池的电动势E= ，电池的内阻 r = Ω .······1.480.76 例2. 如图示的电路中，R1 、R2为标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值 真实值，内阻的测量值 真实值，产生误差的原因是 。等于偏大电流表有内阻练习 在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的 （ ）
A. 一只电流表和一个滑动变阻器 B. 一只电流表和一只电压表
C. 一只电流表和一个电阻箱 D. 一只电压表和一个电阻箱C DE=I1（R1+ RA+ r） ① E=I2（R2+ RA+ r） ② 例3. 如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，正确的是 ( )A .由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实 值；B. 由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值；C. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值；D. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值； 解： E = U + Ir ， I=(IA +U/RV) ，由于电压表的分流作用，对于每个电压值U1 ，测得的电流IA小于总电流I1，U越大，I A跟I1相差越大， 画出的图线应为实线所示：所以内电阻的测量值小于真实值。C （8分）现有器材：量程为10.0mA、内阻约30-40 Ω的电流表一个，定值电阻R1=150Ω，定值电阻R2=100 Ω ，单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5V）的电动势。
（1）按要求在实物图上连线。
（2）?用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为= ，式中各直接测得量的意义是： .2002年河南高考12、 （1）连图：左图只用R1接入电路；右图用R1和R2串联接入电路。 （2） I1是外电阻为R1时的电流，
I2是外电阻为R1和R2串联时的电流.测量原理：E=I1（R1+ Rg+ r） ① E=I2（ R1+ R2+ Rg+ r） ②联立① ②解得注意：若只用R2接在电路中，则电流将超过电
流表的量程，所以用 R1和R2串联接入电路。 [解答]：练习 某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约1Ω，电压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω 2A)和 R2(100Ω 0.1A)各一只;
(1)实验中滑动变阻器应选用 (选填R1或R2).
(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.
(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E= V;
内阻r= Ω.R11.50图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ω r=1.85-RA=0.85 Ω0.85二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式变式一．实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱和电流表，
测定电源的电动势和内电阻。如何测？（1）电路如图所示：（2）主要步骤
改变电阻箱阻值R，测出对应的电流I
由（ E = I1R1 + I1r， E = I2R2 + I2r ）
得： 若能测出多组I、R值，以R为纵坐标，
为横坐标，作出 图象，由于 ，
可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距—r，图线的斜率E=tgα。变式二．实验中除了待测电源和电键导线外，只有电阻箱和电压
表，如何测？ （1）电路如图所示
（2）主要步骤
改变电阻箱阻值R，测出对应的电压U
由 ，

求出电源的电动势和内阻
1/U1/R00 变式三．今有一个阻值为5Ω的定值电阻，一个理想电压表(量程大
于电源电动势)，开关及导线若干，能否测电源电动势和
内阻？（2）主要步骤：（3）电源电动势和内阻：闭合K1 、 K2 ，
记下电压表读数U2（1）电路如图所示： 断开K2、闭合K1，
记下电压表读数U1
E=U1变式四．今有一个阻值为10Ω的定值电阻，一个电压表，开关和导
线若干，电压表表盘上有刻度但无刻度值。请设计一个能
测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压
量程大于电动势，电源内阻约为几欧）。
要求：① 画出实验电路图
② 简要写出完成接线后的实验步骤
③ 写出需测量的量，计算电源内阻的表达式 （1）电路如图所示： （2）主要步骤：断开K2、闭合K1，
记下电压表偏转格数N1 闭合K1 、 K2 ，
记下电压表偏转格数N2 （3）电源内阻：Ω 变式五．有两只伏特表V1和V2，量程已知，内阻不知，另有一干
电池，它的内阻不能忽略，但大小未知。只有这两只伏特
表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干电池的
电动势（已知电动势不超过伏特表的量程）
要求： ① 画出测量时所用的电路图
② 以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式 （1）电路如图所示：（2）主要步骤：闭合S1、S2，记下V1的读数U1，
则
由上两式可得： 闭合S1、断开S2，记下V1的读数 ，
V2的读数U2，则
变式六. 判断下列电路能否测电源电动势和内阻
（电表都是理想电表）变式七．测量电源B的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω） 器材：量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表（具有一定内阻）、
固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干
要求：① 画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符
号或字母标出）
② 实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1，当电
流表读数为I2时，电压表读数为U2，
则可以求出E= ______________
r= ______________（用I1、I2、U1、U2及R表示）（1）电路如图所示：