物理人教版（2019）必修第三册12.3实验：测量电源的电动势和内阻（共26张ppt）

(共26张PPT)
实验：测定电源的电动势和内阻
实验原理与实验方法
相对电源外接法
仪器选择
电源：尽量采用内阻较大的电池，如用过一段时间的旧电池
电压表：量程适合（0 ~ 3V左右）（大于1.5V的情况下越小越好）
电流表：量程适合（0 ~ 0.6A左右）
滑动变阻器：一般使滑动变阻器总阻值为电源内阻几倍较好
进行实验
连接电路，闭合开关，读出电压表和电流表的示数，移动滑动变阻器滑片，改变接入电路的阻值，多测几组数据，作图得到实验结果。
注意事项：
1、为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些（选用已使用 过一段时间的1号干电池）
2、实验中不要将 I 调得过大，读电表要快，每次读完立即断开开关；
3、要测出不少于6组U、I数据，且变化范围要大些；
进行实验
连接电路，闭合开关，读出电压表和电流表的示数，移动滑动变阻器滑片，改变接入电路的阻值，多测几组数据，作图得到实验结果。
注意事项：
4、在画 U-I 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑；
5、干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。
数据处理
方案一（公式计算）
数据处理
方案二（图像法）
误差分析—系统误差
相对电源外接法：
电动势、内阻测量值均偏小
误差产生原因：电压表分流！
猜想与假设
Questions：
水果电池的电动势和内阻大概是多大？
设计电路
测量电路：水果电池内阻很大，采用相对电源内接法
V
R
a
b
A
误差分析—系统误差
相对电源内接法：（对内阻较大的电池，如水果电池）
E 测 = E 真； r = r 真 + RA偏大
误差产生原因：电流表分压！
例题
1、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.0 Ω)
B．电流表 G (满偏电流 Ig＝3 mA，内阻 Rg＝10 Ω)
C．电流表A(0～0.6 A，内阻0.1 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A)
E．滑动变阻器R2(0～200 Ω，1 A)
F．定值电阻R0(990 Ω)
G．开关和导线若干
例题
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图(甲)中的a、b两个参考实验电路．其中合理的是图____所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选____(填写器材前的字母代号)．
b
D
例题
(2)图(乙)为该同学根据(1)中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的I1 、I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可得被测电池的电动势E＝______ V，内阻r＝_______ Ω.
1.48
0.8
Question:
如果只有一块电表和一块电阻箱，实验该怎么做？
思考题
安阻法
实验过程：
改变电阻箱阻值，测出对应电流表读数，由 E = IR + Ir 列方程组计算结果即可。
安阻法
数据处理—公式法：
安阻法
数据处理—图像法：
安阻法
误差分析：
E 测 = E 真； r = r 真 + RA偏大
伏阻法
实验过程：
改变电阻箱阻值，记录出对应电压表读数，由 列方程组计算结果即可。
安阻法
数据处理—图像法：
伏阻法
误差分析：
E 测 < E 真； r测 < r 真
伏阻法
误差分析：
E 测 < E 真； r测 < r 真
例题
2、某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，在操作台上准备了如下实验器材：
A．待测锂电池 (电动势 E 约为3.7 V，内阻 r 未知)
B．电压表 V1 (量程0～3 V，内阻约为几千欧)
C．电流表 A (量程0.6 A，内阻 RA＝2.0 Ω)
D．电阻箱 R1 (0～99.9 Ω)
E．滑动变阻器 R2(最大阻值为10 Ω)
F．定值电阻 R0 (阻值约为5 Ω)
G．开关 S 一个，导线若干
例题
2、(1)在实验操作过程中，该小组成员设计了如图甲所示电路．多次改变电阻箱 R1的阻值 R，读出电压 U，根据测得的数据作出图象，如图乙所示，则电源电动势E＝________ V.
例题
2、(2)为了测定锂电池的内阻需测出电阻R0的阻值，小组成员设计了如图丙所示的电路，请在图丁中连接对应的实物图．实验过程中，某次测量电流表示数为0.40 A时，电压表示数如图戊所示，由此可求得R0＝______ Ω；结合图乙可求得电池内阻 r＝________ Ω.(以上两空结果均保留两位有效数字)