测定电源的电动势和内阻（共15张ppt）

(共15张PPT)
第四章
探究闭合电路欧姆定律
实验目的
(1)掌握用电压表和电流表 测定电源电动势和内阻的方法.
(2)学会用U-I图线处理数据的方法.
实验原理
1、根据闭合电路欧姆定律 E=U外+Ir， 则路端电压 U外=E-Ir.
2、改变负载电阻，可得到不同的路端电压.
E，r不变
负载R增大
电流I减小
U内减小
U外增大
实验原理
3、在电路中接入的负载电阻分别是R1、R2时，对应在电路中产生的电流为I1、I2，路端电压为U1、U2，则代入，可获得一组方程：
从而计算出：
实验仪器
　电压表、电流表、滑动变阻器、电键、 导线、被测电池。
实验步骤
(1) 连接电路，开始开关应处于断开状态, 滑动变阻器阻值调到最大.
(3)闭合电键，调节滑动变阻器滑片的位置，读出电流I、电压U的值,重复 5 次 ,列表记录.
A
V
K
E,r
(2)检查:电表的指针是否指零 量程选择合适,
实验步骤
(4)整理好器材,利用公式或U-I图象处理记录的数据, 求出电源的E和r.
A
V
K
E,r
注意事项
(1)电池的选择:
为使实验中U随I的变化明显，应选用内阻较大的电池，可以用旧些的干电池，但过旧的电池虽然内阻大，但电动势不稳定，也不宜使用.
(2)防止电池极化:
电路中的电流较大时电池极化现象比较严重，会导致电动势明显下降和内阻明显增大. 因此通电时间越短越好，读完数据立即切断电源，要特别注意测量时绝不允许负载短路.
注意事项
(3)作U-I图象时的注意点:
用作图法时，滑动变阻器阻值应在几欧至几十欧的较大范围内变化，使各组数据差别大些，实验数据要多取几组，
由于读数等偶然误差的存在，描出的点不完全在同一直线上,
误差分析
A
V
K
E,r
1、本实验中，存在的系统误差是由于 电压表的分流引起。
2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势E和内阻r都偏小。
0
U
I
测量值
真实值
斜率k绝对值=r
电流表相对电源外接时
3、测量小内阻电源电动势和内阻时一般采用此种电路。
A
V
K
E,r
1、本实验中，存在的系统误差是由于 电流表的分压引起。
2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻r偏大，但电动势E测=E真。
0
U
I
测量值
真实值
误差分析
电流表相对电源内接时
斜率k绝对值=r
练习1 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；
v
A
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， 画出的图线应为虚线所示：
U
I
U1
IA
I1
所以内电阻的测量值小于真实值。
C
练习2
测定电池电动势还有另外两种方法:用电阻箱及一只电表(电压表或电流表),试画出测量的电路图,需要测定的实验数据 写出计算电动势及内阻的表达式。
A
K
E,r
R
V
K
E,r
R
练习3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.
1.5
0 0.1 0.2 0.3 0.4
0.9
1.1
1.3
1.2
1.0
0.8
1.4
I/A
U/V
V
A
图甲
图乙
R1
1.50
图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ω r=1.85-RA=0.85 Ω
0.85
下图为伏安法测一个定值电阻实验所需的器材实物图，器材规格如下:待测电阻Rx(约100Ω)　直流毫安表(量程0—10mA，内阻50Ω)直流电压表(量程0—3V，内阻5KΩ)　直流电源(输出电压4V，内阻不计)滑动变阻器(阻值范围0—15Ω，允许最大电流1A)，电键及导线若干，根据器材的规格和实验要求，在本题实物图上连线。
mA
10
30
练习4