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1、第二章第二章 恒定电流恒定电流丹阳中学丹阳中学 吴能平吴能平2011.11.142011.11.14高高 中中 物物 理理 选修选修 3 1 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻10 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻 问题1：测量电池的电动势和内阻的原理是什 么？课本中介绍了哪些方法？问题2：不同的方法优缺点是什么？问题3：如果待测电池的内阻太小，会对实验 带来什么不利的影响？应该如何解决？ 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻 原理：闭合电路欧姆定律原理：闭合电路欧姆定律 方法方法
2、1：E=U+Ir 方法方法2：E=IR+Ir 方法方法3：E=U+Ur/R一、实验原理、方法和电路图一、实验原理、方法和电路图VE rK 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻 干电池（被测电源），电压表（干电池（被测电源），电压表（03V），电流表），电流表（00.6A），滑动变阻器（），滑动变阻器（10），电键，导线。），电键，导线。二、实验器材二、实验器材1、电流表用、电流表用0.6A量程，电压表用量程，电压表用3V量程，按电路图连接量程，按电路图连接好电路。好电路。2、把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。、把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。3
3、、闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录、闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组），用同样方法测量几组I、U的值。的值。4、打开电键，整理好器材。、打开电键，整理好器材。5、处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和、处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。内电阻的值。三、实验步骤三、实验步骤 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻四、数据处理四、数据处理1.公式计算法:E=U+Ir 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻
4、2、作图法、作图法 测量原理：测量原理：根据闭合电路根据闭合电路U=E-Ir，用伏特表和安培，用伏特表和安培表测出几组路端电压和干路电流的值，作出表测出几组路端电压和干路电流的值，作出U-I图象，图图象，图象与纵轴的交点就是电动势，图象与横轴的交点表示短路象与纵轴的交点就是电动势，图象与横轴的交点表示短路电流，图象斜率的绝对值表示内电阻。电流，图象斜率的绝对值表示内电阻。 这种方法叫做外这种方法叫做外推法，是科学研究中很重要的一种处理数据的方法。推法，是科学研究中很重要的一种处理数据的方法。 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻作图法：作图法：干电池
5、内阻较小时路端电压干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，在画的变化也较小，在画U-I图图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。必须从零开始）。UII（A）U（V）0.121.370.201.320.311.240.321.180.501.100.571.05 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻思考1：如果纵轴的坐标不是从零开始，其优点是什么？它与纵轴的坐标从零开始，横坐标有何不同？两者斜率的物理意义是否相同？思考2：由内
6、阻r=E/I0知，直接用电压表测量 路端电压，用电流表测量短路电流，就可以直接得到电池的内阻，为何还要间接测量，不直接测量呢？ 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻五、误差分析五、误差分析 实验采用外接法，测量电路存在系统误差，这是由于电压表的分流引起的，E测E真、r测r真 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻 1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些选的大些(选用已使用过一段时间的干电池选用已使用过一段时间的干电池)。 2在实验中不要将在实验中不要将I
7、调得过大，每次读完调得过大，每次读完U、I读数立读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，使即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，使得得E、r明显变化。明显变化。 3测出不少于测出不少于6组组I、U数据，且变化范围要大些，数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，将测出的用方程组求解时，类似于逐差法，将测出的I、U数据中，数据中，第第1和第和第4组为一组，第组为一组，第2和第和第5组为一组，第组为一组，第3和第和第6组为组为一组，分别解出一组，分别解出E、r值再求平均值。值再求平均值。 4在画在画UI图线时，要使较多的点落在这条直线上图线时，要使较多的点落在这条直
8、线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差。直线较远的点，以减小偶然误差。六、实验注意事项六、实验注意事项 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻5干电池内阻较小时路端电压干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，的变化也较小，在画在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是
9、短路电流。不过直线斜率的绝对交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。要直线上算斜率时纵轴的刻度不从零开始。要直线上任取相距较远的两个点，用任取相距较远的两个点，用 计算电源计算电源的内阻。的内阻。 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻七、巩固练习七、巩固练习例：用如图例：用如图759所示电路测一节干电池的电所示电路测一节干电池的电动势动势E和内电阻和内电阻r，所给的器材有：，所给的器材有：A电压表电压表V：03 V和和015 V两个量程两个量程B电
10、流表电流表A：00.6 A和和03 AC滑动变阻器滑动变阻器R1(最大电阻为最大电阻为20 )D滑动变阻器滑动变阻器R2(最大电阻为最大电阻为100 )E开关开关S和导线若干和导线若干 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻(1)电流表应选用电流表应选用_量程；电压表应选量程；电压表应选用用_量程；滑动变阻器应选量程；滑动变阻器应选_(选填选填“R1”或或“R2”)(2)如图所示如图所示UI图上是根据实验测得的图上是根据实验测得的7组数组数据标出的点请你画出图线，并由图线求出据标出的点请你画出图线，并由图线求出E_V，r_. 第二章第二章 电路电路 实验：测量电源的电动势和内阻实验：测量电源的电动势和内阻答案答案】(1)00.6 A03 VR1(2)图线如图所示图线如图所示1.50.5