高中物理选修3-1-2.9实验_测定电池电动势和内电阻

(共14张PPT)
9
实验 测定电池电动势和内电阻
上节回放
1
欧姆表的原理是什么？
2
欧姆表使用的基本方法？
3
欧姆表选择测量档位的方法？
4
欧姆表刻度及读数方法？
实验原理
1
伏安法测量电池 E、r
E = U + Ir
U：路端电压
I：干路电流
至少要两组 U、I 即可计算出 E、r
E = U1 + I1r
E = U2 + I2r
E =
I1U2 – I2U1
I1 – I2
r =
I1 – I2
U2 – U1
2
电路设计与选择
甲
A
R
V
S
E
r
S
R
乙
E
r
V
A
误差来源
电压表的分流
电流表的分压
E0 = U + (I + )r0
U
RV
—
E0 = U + IRA + Ir0
解得
变换得
测量值
E =
I1U2 – I2U1
I1 – I2
r =
I1 – I2
U2 – U1
< E0
< r0
E0 = U1+ I 1(RA + r0)
E0 = U2+ I 2(RA + r0)
解得
变换得
测量值
E =
I1U2 – I2U1
I1 – I2
r =
I1 – I2
U2 – U1
E = E0
r = r0 + RA
> r0
综合考虑选择
甲电路进行测
量时误差较小
甲
A
R
V
S
E
r
3
测量仪器选择
电流表：
0～3A
电压表:
0～3V
滑动变阻器:
选用阻值较小的
最大阻值10～20Ω
1
电路连接
实验过程
A
R
V
S
E
r
2
数据采集
电流/A
电压/V
物理量
次数
1
2
3
4
5
断开开关,整理好器材
3
实验结果
数据处理
1
方案1：计算法
将测量数据分组代入欧姆
定律公式计算后求平均值
E = U1 + I1r
E = U2 + I2r
E =
I1U2 – I2U1
I1 – I2
r =
I1 – I2
U2 – U1
2
方案2：图像法
在坐标纸上以电流 I 为横轴，端压 U
为纵轴，描点拟合 U-I 图线
0
1.5
1.0
0.8
0.4
0.6
0.2
1.1
1.2
1.3
1.4
U
I
不考虑
E = 1.5 V
= 0.63 Ω
r =
1.5 – 1.0
0.8
Ω
课堂练习
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 = V，电池的内阻
r = Ω .
I/A U/V
0.12 1.37
0.20 1.32
0.31 1.24
0.35 1.20
0.50 1.10
0.57 1.05
U/
·
·
·
·
·
·
1.48
0.75
误差分析
甲
A
R
V
S
E
r
S
R
乙
E
r
V
A
>
1
图像法分析
适宜测小内阻电源
适宜测大内阻电源
2
等效电源法
甲
A
R
V
S
E
r
S
R
乙
E
r
V
A
E = E0
r = r0 +RA
适宜测小内阻电源
适宜测大内阻电源
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
0.85