選修3-1 2.10 實(shí)驗(yàn)：測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻(含視頻)ppt課件.ppt

1、10 實(shí)驗(yàn)：測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,觀看視頻，思考電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻是如何測量的？還有其他的方法嗎？,1.了解測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理。2.學(xué)會用圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。3.會分析本實(shí)驗(yàn)的測量誤差，了解減小誤差的方法。,(重點(diǎn)),(難點(diǎn)),1. U-I法：E=U+Ir,【探究：實(shí)驗(yàn)原理】,情景1：給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一個(gè)電流表、一個(gè)電壓表、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干,如何測量這節(jié)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻?,E=U2+I2r,E=U1+I1r,情景2：給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)電流表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干,如何測量這節(jié)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻?,2.I-R法：E=IR+Ir,

2、3. U-R法：,情景3：給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干,如何測量這節(jié)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻?,一、器材選擇：,電流表：00.6A,電壓表：03V,滑動(dòng)變阻器：阻值較小的,最大阻值1020,被測干電池：內(nèi)阻較大,開關(guān)和導(dǎo)線,1.恰當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)器材,連接好實(shí)物圖,二、實(shí)驗(yàn)方法和步驟,2.把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端。 3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄六組U、I值。 4.斷開開關(guān)，整理好器材。,方法一：公式法 改變R的值，從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次I、U的

3、值，算出E、r取平均值。,三、數(shù)據(jù)處理,E,I短,方法二:圖象法,E,U 軸截距等于電動(dòng)勢 E,在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測出幾組的U、I值畫出UI圖像。,R是直線的斜率的絕對值,【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】 (1)如果使用的是水果電池，它的內(nèi)阻雖然比較大，但不夠穩(wěn)定，測量前要做好充分的準(zhǔn)備，測量盡量迅速。如果使用干電池，則選擇內(nèi)阻大些的、已使用過的電池。 (2)不要將I調(diào)得過大，每次讀完U、I讀數(shù)立即斷電。,(3)畫U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_始(但橫坐標(biāo)必須從0開始),這時(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動(dòng)勢E，圖線的斜

4、率的絕對值仍為內(nèi)阻r。,四誤差分析 1.偶然誤差:主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U-I圖像時(shí)描點(diǎn)不是很準(zhǔn)確。 2.系統(tǒng)誤差:系統(tǒng)誤差來源于未計(jì)電壓表分流,近似地將電流表的示數(shù)看作干路電流。實(shí)際上電流表的示數(shù)比干路電流略小。,怎樣理解？,系統(tǒng)誤差分析：如果由實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出甲圖中實(shí)線(a)所示的圖象，那么考慮到電壓表的分流后,得到的UI圖象應(yīng)是圖中的虛線(b),由此可見,按乙圖所示的實(shí)驗(yàn)電路測出的電源電動(dòng)勢E測E真,電源內(nèi)電阻r測 r真。,甲,乙,說明:外電路短路時(shí),電流表的示數(shù)(即干路電流的測量值)I測等于干路電流的真實(shí)值,所以圖中(a)(b)兩圖線交于短路電流處。當(dāng)路端電壓(即電壓表

5、示數(shù))為U1時(shí),由于電流表示數(shù)I1測小于干路電流I1真,所以(a)(b)兩圖線出現(xiàn)了甲圖所示的差異。,1.用伏安法測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，下列注意事項(xiàng)中錯(cuò)誤的是 ( ) A應(yīng)選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯 B移動(dòng)變阻器的觸頭時(shí)，不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過載 C根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作U-I圖像時(shí)，應(yīng)通過盡可能多的點(diǎn)畫一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè) D.出于安全的考慮，在選擇電表時(shí)，量程越大越好,D,2.(多選)在測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，待測電池、開關(guān)和導(dǎo)線配合下列哪組儀器，可以達(dá)到測定目的 （ ） A. 一只電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻

6、器 B. 一只電流表和一只電壓表 C. 一只電流表和一個(gè)電阻箱 D. 一只電壓表和一個(gè)電阻箱,ACD,E r,R1,R2,3.如圖所示的電路中，R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，測定電源 的電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)，如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則 電動(dòng)勢的測量值 真實(shí)值，內(nèi)阻的測量 值 ，產(chǎn)生誤差的原因是 。,等于,偏大,電流表有內(nèi)阻,4.(2015江蘇高考)小明利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量一干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。 (1)圖中電流表的示數(shù)為A。,(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下: 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出U-I圖線。,由圖線求得:電動(dòng)勢E=V;內(nèi)阻r=。,(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),小明進(jìn)行了多次測量,花費(fèi)

7、了較長時(shí)間,測量期間一直保持電路閉合。其實(shí),從實(shí)驗(yàn)誤差考慮,這樣的操作不妥,因?yàn)開。,【解析】(1)電流表使用的量程為00.6 A,所以電流表讀數(shù)為0.44 A。 (2)描點(diǎn)連線得到U-I圖像,如圖所示,根據(jù)E=U+Ir,圖像中縱截距為電動(dòng)勢,所以E=1.60 V(1.581.62都算對),斜率為內(nèi)阻,所以 r=1.2(1.181.26都算對)。 (3)干電池長時(shí)間使用后,電動(dòng)勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大。 答案:(1)0.44 (2)U-I圖像見解析1.60(1.581.62都算對)1.2(1.181.26都算對) (3)干電池長時(shí)間使用后,電動(dòng)勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大,5.在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中，一位同學(xué)記錄了如下表數(shù)據(jù),(1)根據(jù)數(shù)據(jù)選定下列供選用儀器的量程： 直流電流表(00.6 A擋)，(03 A擋)； 直流電壓表(03 V擋)，(015 V擋)； 滑動(dòng)變阻器(010 ，允許最大電流為1.00 A)； 滑動(dòng)變阻器(01 000 ，允許最大電流為 0.60 A)。,(2)根據(jù)數(shù)據(jù)在下列所給的坐標(biāo)紙上作UI圖線， 并根據(jù)圖線求出E和r。,0,【解題關(guān)鍵】U-I圖像的縱軸起點(diǎn)不是0，求解斜率要注意，橫軸截距也不是短路