4.3实验：测量电源的电动势和内阻 课件-高中物理粤教版（2019）必修第三册(共27张PPT)

(共27张PPT)
测量电源的电动势和内阻
兴趣引入
香蕉电池内阻约为几千欧
干电池内阻约为几欧
1、基本原理
①Ｕ：路端电压 Ｉ：通过电源的电流
②用伏特表、安培表测出多组U、I值，就可以用计算的方法或作图法得出电动势E和内阻r
闭合电路的欧姆定律：
一 伏安法测电源的电动势和内阻
2、实验电路图设计
现在有一个伏特表、一个安培表、滑动变阻器、电源、开关、导线等，请设计出测电源电动势和内阻的电路图
R
甲
乙
误差原因：
电压表分流
3、系统误差分析
甲
电压表两端的电压U测等于路端电压U真
通过电流表的电流I测小于通过电源的电流I真
甲
探究一：如图甲若R=10Ω，RV约为2000Ω，RA约为10Ω，通过电源的电流为I，通过电流表的电流约为多少？
3、系统误差分析
甲
探究一：若R=1990Ω，RV约为2000Ω，RA约为10Ω，通过电源的电流为I，通过电流表的电流约为多少？
3、系统误差分析
甲
探究一：
（1）如图甲若R=10Ω，RV约为2000Ω，RA约为10Ω，通过电源的电流为I，通过电流表的电流约为多少？
（2）若R=1990Ω，RV约为2000Ω，RA约为10Ω，通过电源的电流为I，通过电流表的电流约为多少？
可见当滑动变阻器的阻值较小时，电流表的示数接近通过电源的电流
3、系统误差分析
干电池内阻较小，滑动变阻器一般选择几十欧的，在电压表、电流表内阻未准确知道的情况下，用甲电路图测量较为合适
4、实验电路的选择
甲
电流表分压
乙
电压表两端的电压U测小于路端电压U真，通过电流表的电流I测等于通过电源的电流I真
误差原因：
3、系统误差分析
乙
探究二：如图乙若R=10Ω，RV约为2000Ω，RA约为10Ω，路端电压为U，则电压表的示数约为多大？
R
R与RV并联后的电阻约为10Ω，电压表的示数约为U/2
3、系统误差分析
乙
探究二：若R=2000Ω，RV约为2000Ω，RA约为10Ω路端电压为U，则电压表的示数约为多大？
R
R与RV并联后的电阻约为1000Ω
3、系统误差分析
乙
探究二：
（1）如图乙若R=10Ω，RV约为2000Ω，RA约为10Ω，
路端电压为U，则电压表的示数约为多大？
（2）如图R=2000Ω，RV约为2000Ω，RA约为10Ω
路端电压为U，则电压表的示数约为多大？
可见当滑动变阻器的阻值较大时，电压表的示数接近路端电压
3、系统误差分析
4、实验电路的选择
乙
水果电池内阻较大，滑动变阻器一般选择几千欧的，在电流表、电压表内阻未准确知道的情况下，用乙电路图测量较为合适
探究三：某同学想利用以下器材，尽可能精确测量水果电池
的电动势和内阻
1.计算机、数据采集器、开关、导线等
2.微电流传感器（量程0-300uA，内阻约为200Ω）
3.电压传感器（量程0-5V，内阻为500kΩ）
4.滑动变阻器（阻值0-5000Ω）
请同学们设计出实验电路图。
探究三：某同学利用这些器材
1.计算机、数据采集器、开关、导线等
2.微电流传感器（量程0-300uA，内阻约为200Ω）
3.电压传感器（量程0-5V，内阻为500kΩ）
4.滑动变阻器（阻值0-5000Ω）
精确测量水果电池的电动势和内阻，请设计出实验电路图。
可见若准确地知道电压表或电流表的内阻，便可避免因表的内阻带来的系统误差，更精确地测量E和r
丙
实验步骤
注意：利用计算法求解E和r的优点是简单,缺点则是有可能产生较大的误差。因此一般采用图象法求解E和r.
方法一：计算法
通过
E=U2+I2r
E=U1+I1r
解方程组，求出E和r
二 实验数据处理
E
和纵
轴交点等于电动势
E
以U为纵坐标，I为横坐标，描点作图
直线的斜率的绝对值等于r
方法二:图象法
利用EXCEL表格，用作图法得出香蕉电池的电动势为1.72V，内阻为5168Ω
1、伏阻法
采用电阻箱、电压表、开关和导线等, 测量电源的电动势和内阻。
三 其它方法测电源的电动势和内阻
数据处理：
②图像法：
①计算法：
解方程求平均值
斜率K=r/E,纵截距为1/E
采用电阻箱、电流表、开关和导线等, 测电源的电动势和内阻。
2、安阻法
数据处理：
②图像法：
斜率K=1/E,纵截距为r/E
①计算法：
解方程求平均值
小 结
一、伏安法测电源的电动势和内阻的原理及系统误差
二、实验电路设计、实验步骤及数据处理
三、用伏阻法和安阻法测电源的电动势和内阻
小电池 大污染
一粒纽扣电池可污染60万升水，一节电池烂在地里会使一平方米土地失去利用价值！