12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 课件 25张PPT

第3节实验：电池电动势和内阻的测量
第十二章电能 能量守恒定律
知识点 实验思路
根据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir，对一个给定的电池，E和r是一定的，I和U都随负载电阻R的改变而改变。
1
新知探究
闭合电路欧姆定律
E=U+Ir
E=U1+I1r
E=U2+I2r
求出E、r
电压表、电流表测U、I
知识点 实验思路
1
新知探究
A
V
S
甲
R
A
V
S
乙
R
误差来源于电压表的分流作用
r 测 < r真
E测 误差来源于电流表的分压作用
r 测 > r真
E测 = E真
实验时采用甲图所示电路误差较小
知识点 实验思路
1
新知探究
A
V
S
甲
R
安培表：
0~0.6A
伏特表:
0~3V
滑动变阻器:
选用阻值较小的,最大阻值一般不超过20Ω
知识点 实验思路
1
新知探究
一、器材准备
被测电源(如干电池、水果电池等)、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线。
二、操作过程
1．确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好，如图所示。
知识点 实验思路
1
新知探究
知识点 实验思路
1
新知探究
知识点 数据分析
1.公式法
(1)改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组I和U的值，利用U、I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值
＝______________　，＝______________ 　
(2)该方法计算量大，且误差较大的数据无法排除。
2
新知探究
知识点 数据分析
2.图像法
为减小误差，至少测出六组U和I值，且变化范围要大些，然后在坐标系中作U?I图象，由图线纵截距和斜率找出E、r（r ）
2
新知探究
=
△U
△I
知识点 数据分析
2.图像法
(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点．
(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧．
(3)如图所示：
2
新知探究
知识点 数据分析
2.图像法
①图线与纵轴交点为E；
②图线与横轴交点为????短＝????????；
③图线的斜率表示r .
?
2
新知探究
=
△U
△I
知识点 数据分析
例1. 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= ，电池的内阻 r = Ω .
2
新知探究
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/
I/
1.48
0.75
知识点 注意事项
(1)电池：为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池．
电压表量程在大于1.5 V的前提下，越小越好，实验室中一般采用量程为0～3 V的电压表．
对于电池来讲允许通过的电流最大为0.5 A，故电流表的量程选0～0.6 A的．
3
新知探究
知识点 注意事项
（2）电路的选择：伏安法测电源电动势和内阻有两种接法，由于电流表内阻与干电池内阻接近，所以电流表应采用内接法，即一般选择误差较小的甲电路图．
3
新知探究
甲　　　　　　　乙
知识点 注意事项
（3）开关闭合前，滑动变阻器接入电路的阻值应调至最大。改变滑动变阻器的阻值时，切勿使电路短路，以免损坏仪器。
3
新知探究
知识点 注意事项
（4）电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A．因此，实验中不要将I调得过大，读电表示数要快，每次读完后应立即断电．
3
新知探究
知识点 误差分析
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新知探究
知识点 测电池电动势和内阻的其他方法
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新知探究
U2　
I1r　
I2R2　
1.如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与干路电流的关系图像，曲线C为某热敏电阻R两端的电压与电流的关系图像，则（ ??）
A.?电源a的电动势较小????????????????????????????????????????????
B.?电源b的内阻较大
C.?R接到a电源上，电源输出功率较小?????????????????????
D.?R接到b电源上，电源输出功率较小
课堂训练
解析：AB．由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知，图象与U轴的交点表示电动势，则a的电动势较大，图象的斜率表示内阻，则b电源的内阻r较小。A B不符合题意。
CD．当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示电阻的工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，电源的输出功率P=UI，由图看出，R接到a电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，R接到b电源上，电源输出功率较小，C不符合题意 D符合题意。
故答案为：D。答案：D
课堂训练
2.如图所示，甲图中直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图像。用此电源与电阻R连接成如图乙所示闭合电路。根据甲图中的直线Ⅰ，求出电源的电动势和内阻分别是（?? ）
A.?3 V，0.5 Ω?????????????????????????
B.?3 V，1 Ω?????????????????????????
C.?2 V，1 Ω?????????????????????????
D.?2 V，0.5 Ω
课堂训练
解析：根据甲图中的直线Ⅰ，可知电源的电动势E=3V
内阻是
故答案为：A。
答案：A
课堂训练
3. 如图所示，电容器耐压值足够大，二极管为理想二极管。闭合开关s，电路稳定之后又断开开关，以下说法正确的是（ ??）
A.?刚闭合开关时，R1和R2中都有电流?????????????????????
B.?电路稳定时，有恒定的电流流过R0
C.?电路稳定时，电容器板间电压等于电源电动势????
D.?将开关S断开时，电容器放电
课堂训练
解析：A．由图可知刚闭合开关时，电流逐渐增大，电容器处于充电过程，????1有从左左往右的电流流过，而由于二极管单向导电，电流不能从左往右流过，故????2没有电流流过，A不符合题意.
BC．电路稳定时电容器不能通过恒定电流，二极管也不能通过电流，故相当于电路断开，????0没有电流流过，此时电容器两端的电压等于电源电动势，B不符合题意，C符合题意.
D．开关断开后，因为电容器左极板带正电，如果放电，放电电流也要从左往右经过二极管，而二极管不能从左往右经过电流，D不符合题意.
故答案为：C答案：C
?
课堂训练
谢谢