科學測量電源的電動勢和內阻課件高一下學期物理

4.2科學測量：電源的電動勢和內阻由路端電壓U與電流I的關系式U＝E－Ir，可得到路端電壓與電流的關系圖像(U－I圖像)電源的U-I圖像由圖像我們可獲取如下信息。(1)電源的電動勢：當外電路斷路時，R→∞，I＝0，所以縱軸上的截距表示電源的電動勢E。EI0斷路短路UIOΔUΔI

(2)短路電流：當外電路短路時，R＝0，U＝0，所以橫軸的截距表示電源的

。若縱坐標上的取值不是從零開始，以上三個結論還成立嗎？縱軸上的截距仍然表示電源的電動勢E，斜率的絕對值仍然等于電源的內阻。但橫軸截距不表示短路電流。EI0斷路短路UIOΔUΔI1.(多選)(2023·福建福州市高二期末)某次實驗記錄數據畫出的U－I圖像如圖所示，下列關于圖像的說法正確的是A.縱軸截距表示待測電源的電動勢，即E＝1.45VB.橫軸截距表示短路電流，即I短＝0.5AC.電源的內阻為2.9ΩD.電源的內阻為0.5Ω√√2.(多選)如圖所示的圖線a、b為兩電源的U－I圖線，其中兩圖線交縱軸于一點，兩電源的電動勢分別用Ea、Eb表示，內阻分別用ra、rb表示。則下列說法正確的是A.Ea＝Eb、ra<rbB.Ea>Eb、ra<rbC.若將同一定值電阻分別接在兩電源上時，通過電源的電流關系為Ia>IbD.若將兩電源分別接入電路，當通過電源的電流相等時路端電壓的關系

為Ua<Ub√√1.實驗器材開關、導線待測干電池電壓表電流表滑動變阻器測量電源的電動勢和內阻2.實驗原理與設計如圖所示，通過改變滑動變阻器R的阻值，測出兩組U、I值。根據閉合電路歐姆定律，可得下列方程E＝U1＋I1rE＝U2＋I2r3.實驗步驟(1)電流表用0～0.6A的量程，電壓表用0～3V的量程，按實驗原理圖連接好電路。(2)把滑動變阻器的滑片移到一端，使其接入電路中的阻值最大。(3)閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯的示數，記錄一組數據(I1、U1)。用同樣的方法測量幾組I、U值。(4)斷開開關，整理好器材。(5)處理數據，用公式法或圖像法求出干電池的電動勢和內阻。4.數據分析(1)公式法

依次記錄的多組數據(一般6組)如表所示：實驗序號123456I/A

U/V

分別將1、4組，2、5組，3、6組聯立方程組解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它們的平均值作為測量結果。E＝

，r＝

。(2)圖像法①根據多次測出的U、I值，作U－I圖像；②將圖線兩側延長，縱軸截距的數值就是電源電動勢E；③橫軸截距(路端電壓U＝0)的數值就是短路電流I短＝

?！鶸=E–IrE＝U＋Ir↓縱軸截距→斜率誤差來源：

.測量結果：

.電壓表的分流E測<E真，r測<r真AVSR電流表外接法I真IVI測UIE測IAOUE真I真IV(3)誤差分析①偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數以及作U－I圖像時描點不準確。②系統(tǒng)誤差：5.注意事項(1)為使電源的路端電壓有明顯變化，應選取內阻較大的舊干電池和內阻較大(填“較大”或“較小”)的電壓表。(2)實驗中不能將電流調得過大，且讀數要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池因大電流放電時間過長導致內阻r發(fā)生明顯變化。(3)當干電池的路端電壓變化不很明顯時，作圖像時縱軸起點可不從零開始?？v軸單位可取得小一些。如圖所示，此時圖線與縱軸交點仍為電源的電動勢E，但圖線與橫軸交點不再是短路電流，求內阻時要在直線上取較遠的兩點，用r＝

求出。(1)伏安法測量電源電動勢和內阻還可以有什么樣的接法？還可以用電流表相對于電源內接法測E、r，如圖。(2)兩種接法測量誤差有何區(qū)別？這種測量方法誤差來源于電流表的分壓作用，造成E測＝E真，r測>r真。(3)兩種接法怎么選擇？①一般電池的內阻都較小，與電流表的內阻相差不大，而電壓表的內阻既遠大于電池內阻，又遠大于測量電路中的外電阻，所以為了減小誤差，實驗時最好采用電流表相對于電源外接法。②若電流表內阻RA已知，則可采取電流表相對于電源內接法，電源與電流表串聯部分可看作等效電源，且r真＝r測－RA。誤差來源：

.測量結果：

.電流表的分壓E測=E真，r測>r真VSAR電流表內接法IEIUVUI測短OU路I真短UAEUAUV3.某同學用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢E和內阻r，所給的器材有：A.電壓表V：0～3V,0～15V B.電流表A：0～0.6A,0～3AC.滑動變阻器R1：(20Ω，1A) D.滑動變阻器R2：(1000Ω，0.1A)E.開關S和導線若干(1)實驗中電壓表應選用的量程為______(選填“0～3V”或“0～15V”)；電流表應選用的量程為________(選填“0～0.6A”或“0～3A”)；滑動變阻器應選用_____(選填R1或R2)。0～3V0～0.6AR1(2)根據實驗要求完成圖甲中的實物電路圖連線。(3)實驗測得的5組數據已在U－I圖像中標出，如圖乙所示。請你根據數據點位置完成U－I圖線，并由圖線求出該電池的電動勢E＝_____V，內阻r＝_____Ω。(結果保留兩位有效數字)4.某同學在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻的實驗中，串聯了一只2.5Ω的保護電阻R0，實驗電路如圖甲所示。(1)請按圖甲電路原理圖把圖乙實物電路圖利用筆畫線代替導線連接起來。(2)該同學順利完成實驗，測得表中所示的數據，請根據數據在圖丙坐標系中作出U－I圖像，由圖知：電池的電動勢為_______，內阻為________。(結果均保留2位有效數字)I/A0.100.170.230.30U/V1.201.000.800.601.5V0.52Ω(4)實驗所得的電池的電動勢和內阻的測量值與真實值比較：E測_____E真，r測_____r真。(均選填“<”“＝”或“>”)<<(3)考慮電表本身電阻對測量結果的影響，造成本實驗系統(tǒng)誤差的原因是__________________。電壓表的分流作用基