单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,大,小,大,小,12.3,实验：电池电动势和内阻的测量,伏安法测电源电动势和内阻,误差分析,其它法测电源电动势和内阻,知识回顾,1.,闭合回路的组成,外电路,内电路,由导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。,（,1,）内容,：,闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。,2.,闭合电路的欧姆定律,（,2,）表达式：,（,3,）适用范围,：,外电路为纯电阻的闭合电路,3.,路端电压与电流的关系,（,1,）纵轴截距：,（,2,）横轴截距：,（,3,）斜率：,电源的,电动势,E,电源的,短路电流,I,短,=E/r,斜率的,绝对值,表示电源,内阻,内阻越大，图线倾斜得越厉害,U,/V,I,/A,0,1,2,3,0.5,1.0,1.5,一 伏安法测电源电动势和内阻实验,1.,基本原理,闭合电路的欧姆定律：,路端电压,通过电源的电流,2.,实验器材,待测电源，开关，导线，电流表，电压表，滑动变阻器,3.,数据处理,用任意两组数据代入,公式,，解,方程组可以求得电池的电动势和内阻。若多取几组数据，多解几组方程组，求出,若干组,和,值，最后,求平均值，可以减小误差。,方法一：公式法,方法二：图象法,根据,E=U+Ir,U,=,E,-,Ir,I,U,A,B,电动势,E,短路电流,纵坐标可以不从,0,开始,电源的伏安特性曲线,斜率,k,绝对值,=,r,4.,电路设计,内,作,图线如图实线示（测量值）,可见,越大,，,越大,，,差值,（,I,实,I,A,）,就越大,；,U,=0,时,，,差值,（,I,实,I,A,）,也为,0,，,E,测,E,真,，,r,测,r,真,真实的,图线如图虚线所示：,该电路适用于电源内阻很大的情况,I,E,I,U,V,U,I,测短,O,U,路,I,真短,大内偏大,要想测出电池的内阻，如果采用内接法，将电流表的内阻,与电源的内阻,合并为,，则可以不计电流表的分压作用。最后测到的结果是相当于电池内阻与电流表内阻的总和,，而两者相差又不太多，这样一来误差就会比较大。,5.,误差分析,所以应采用外接法。为了减小系统误差，所选用的,电压表的内阻应该大一些,。,内,6.,实验步骤,(1),选定电压表，电流表量程，按图连接好电路。,(2),把变阻器的,滑动片移到使阻值最大,的一端。,(3),闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据,(,I,、,U,),，用同样方法测量几组,I,、,U,值，记录在表格中。,(4),断开开关，整理器材。,R,S,E,r,实验次数,1,2,3,4,5,6,电压,U/V,电流,I/A,7.,注意事项,选择仪器的原则：,(1),安全性：,电压表、电流表不超量程，滑动变阻器不超过额定电流。,(2),精确性：,电压表、电流表要选择合适的量程，使测量时指针的偏角大一些，减小读数时的误差。,(3),方便性：,变阻器控制电路时，电流电压变化范围尽可能大一些，以便获得多组数据。,7.,注意事项,(4),为了使电池的路端电压变化较明显，,电池的内阻宜大些,。,(5),干电池在大电流放电时，电动势会明显下降，内阻会明显增大，故在实验中，不要将电流调得过大，且,读取电表数据要快,，每次,读完立即断开电键,。,(6),在画图线（直线）时，要,使尽可能多的点落在这条直线上,，而且在直线两侧的点数大致相等，个别偏离直线较远的点应舍去。,求,r,时选取直线上相距较远的两点求斜率可以减小误差。,7.,注意事项,(7),由于电池的内阻 一般很小，得到的,图线斜率的绝对值就较小,。为了使测量结果准确，可以,将纵轴的坐标不从零开始,，这时直线与横轴的交点不再是短路电流，但斜率的绝对值仍然还是电源的内阻。所,以求内阻的一般表达式应该是,=|,/,|,。,练一练：,例,1,：,在测定一节干电池,(,电动势约为,1.5 V,，内阻约为,2),的电动势和内阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供选：,A,电压表量程为,15 V;,B,电压表量程为,3 V,；,C,变阻器为,(20,，,3 A);,D,变阻器为,(500,，,0.2 A),(1),电压表应该选,_(,填“,A”,或“,B”),，这是因为,_,(2),变阻器应选,_(,填“,C”,或“,D”),，这是因为,_,解析：,本题主要考查学生对电学仪器的选择电学仪器的选择最主要的有两条原则：,(1),安全，即不能超量程；,(2),方便，即便于读数和调节由于电源电动势约为,1.5 V,，故选量程为,0,3 V,的电压表，读数既准确，又方便，,D,滑动变阻器的额定电流太小，阻值大，调节不方便，故选,C,变阻器,练一练：,答案：,B,读数既准确、又方便,C,滑动变阻器,D,的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便,二 其他方法测电源电动势和内阻实验,变式一 实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱和电流表，如何测？,（,1,）电路如图所示：,（,2,）数据处理：,若能测出多组,值，以,为纵坐标，,为横坐标，作出,图象，可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距,，图线的斜率,1/,I,R,r,0,变式二 实验中除了待测电源和电键导线外，只有电阻箱和电压表，如何测？,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要步骤：,改变电阻箱阻值,，测出对应的电压,由：,求出电源的电动势和内阻,变式三 今有一个阻值为,5,的定值电阻，一个理想电压表（量程大于电源电动势），开关及导线若干，能否测电源电动势和内阻？,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要步骤：,断开,、闭合,，记下电压表读数,电源电动势和内阻：,闭合,、,，记下电压表读数,变式四 今有一个阻值为,10,的定值电阻，一个电压表，开关和导线若干，电压表表盘上有刻度但无刻度值。请设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压量程大于电动势，电源内阻约为几欧）。,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要步骤：,断开,、闭合,，记下电压表偏转格数,电源内阻：,闭合,、,，记下电压表偏转格数,变式五 有两只伏特表,V,1,和,V,2,，量程已知，内阻不知，另有一干电池，它的内阻不能忽略，但大小未知。只有这两只伏特表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干电池的电动势（已知电动势不超过伏特表的量程）,（,1,）电路如图所示：,（,2,）主要步骤：,闭合,、,，记下,读数,闭合,、断开,，记下,读数,，,读数,，则：,，则：,由上两式可得：,感谢倾听,