4.2科学测量：测定电池的电动势和内阻 课件-2022-2023学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册(共20张PPT)

(共20张PPT)
实验：测定电池的电动势和内阻
10
1、测定电源的电动势E和内阻r的原理
2、实验方法、仪器、电路、数据处理
3、公式法、图象法求解：E、r
二、实验原理
1、U-I法：E=U+Ir
r
I
U
E
r
I
U
E
2
2
1
1
+
=
+
=
一、实验目的：
用电压表和电流表测定电池的电动势和内电阻．
v
A
注意：电路的选择和器材、量程的选取
三、器材选择：
电流表：
0~0.6A
电压表：
0~3V
滑动变阻器：
阻值较小的,最大阻值10~20Ω
被测干电池：
电键和导线
实物连线图
①先干路、后支路
②导线不相交
③+、—正确
④量程适当
⑥滑动变阻器阻值最大
四、实验步骤
1、按原理图连接实物图
2、把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大
3、闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样的方法测量并记录几组U,I值
4、断开电键,整理好器材
1、方案一：伏安法
公式法
伏特表、安培表
五、数据处理
要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。
复习：路端电压U外随电流I变化的图象
②横轴交点：短路电流I短
③斜率的绝对值：电源的内阻r
①纵轴交点：电动势E
意 义
图象函数：
U外
I
E
I短
0
0
E
I短
方法二:图象法
在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U，I值画出U－I图像.
E
I
r
=
短
E
E等于U轴截距
r等于直线的斜率的绝对值
六、注意事项：
1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)。
2．在实验时，电流不能过大，通电时间不能太长，以免对E与r产生较大影响。
3．要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些。
4．画U -I图线时，应使图线通过尽可能
多的点，并使不在直线上的点均匀分布
在直线的两侧，个别偏离直线太
远的点可舍去。
6.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，这时常会在电路中串联一个定值电阻等效为电源内阻一部分。既可使电表变化明显，又可起到一定保护作用。
七、误差分析
1.偶然误差
电压表、电流表读数误差
图像法作图误差
2.系统误差
测量电路I真=I测+IV
I
U
I真实 = IA+IV
实验图线
实验电动势
真实电动势
真实图线
实验结果: 内阻偏小
电动势偏小
误差原因：电压表分流
七、误差分析
I
U
U真实 = UV+ UA
实验图线
实验电动势
真实电动势
真实图线
实验结果:
内 阻 偏大
电动势 正常
E=1.48—1.52V r=0.48—0.52Ω
例1.
1.电流表＋电阻箱
A
八、测量电动势和内电阻的其它方法
R
2.电压表＋电阻箱
V