2019春高中物理第2章恒定电流10实验：测定电池的电动势和内阻课件新人教版选修3_1.ppt

1、第二章,恒定电流,10 实验：测定电池的电动势和内阻,课 前 预 习,闭合电路的欧姆定律。,实验原理,测电源E、r的几种方法与电路连接图,I1r,U2,U2,I1r,I2R2,测量数据的处理方法,2图象法 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，此时可大致看到，UI图象是一条斜向下的直线。如图所示。 纵轴的截距等于电源的_E； 横轴的截距等于外电路短路时的电流I 0_。,电动势,电源的内阻,判一判 (1)在用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显。 ( ) (2)在用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，

2、移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载。 ( ) (3)用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，偶然误差主要来源于电压表、电流表的读数以及作UI图线时描点不准确。 ( ),选一选 如图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内电阻的电路。电路中R1、R2为已知阻值的电阻。下列说法中正确的是( ) A只有甲同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻 B只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻 C只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻 D三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻,D,想一想 某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的

3、阻值范围为020，连接电路的实物图如图所示。请指出该学生接线中的错误和不规范的做法 答案：滑动变阻器不起变阻作用；电流表接线有错；电压表接线不妥,解析：由图中接线可知，滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用，电流表正、负接线柱接错；电压表始终有读数，开关不能控制电压表，电压表接线应接到开关外侧。,课 内 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。,2把变阻器的滑动片移到最左端使阻值最大。 3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用

4、同样的方法测量并记录几组I和U的值。并填入下表：4断开电键，整理好器材。 5以U为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，过这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻。,四、误差分析 (1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作UI图象时描点不准确。 (2)系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在UI坐标系中表示出来，如图所示，可见E测E真，r测r真。,五、注意事项 在实验时应注意以下四点： 1电池应选使用过一段时间的半新电

5、池，电流表一般选00.6A挡，电压表一般选03V挡。 2闭合开关前，一定把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。 3在电流表有明显示数且稳定后，再读出电压表读数U和电流表读数I。 4一般来说电池的电动势和内阻都随着使用时间的增长而变化，实验时不要长时间通电，只是在读数时让电路接通，其他时间要断开电路。,(1)请画出能使本实验测量精确程度较高的实验电路图。 (2)电路中电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_。(填字母代号) (3)如图甲所示为实验所需器材，请按电路图连接实物图。 解题指导：(1)实验器材的选取应遵循安全、精确和操作方便的原则。本实验的误差主要来自电压表的分流。因此，本实验

6、中滑动变阻器的选择原则是：阻值范围小而额定电流较大。电压表的选择原则是：在满足量程要求的前提下选取内阻较大的。电流表的选择需根据实验中电流大小的估算值来确定。 (2)根据实验要求，先画出电路图，然后根据电路图连接实物图。,A,C,E,解析：(1)电路如图乙所示(2)考虑到待测电源只有一节干电池，所以电压表应选C；实验中电流又不能太大，一般不超过0.5A，所以电流表应选A；滑动变阻器不能选择太大的阻值，从允许最大电流和减小实验误差来看，应选择电阻较小而额定电流较大的滑动变阻器E。,(3)如图丙所示注意：闭合开关前，要使滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑到最左端。 答案：(1)如图乙所示 (3)如

7、图丙所示,对点训练1 用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用： A电流表：量程0.6 A，内电阻约1 B电流表：量程3 A，内电阻约0.2 C电压表：量程3 V，内电阻约30 k D电压表：量程6 V，内电阻约60 k E滑动变阻器：01000 ，额定电流0.5 A F滑动变阻器：020 ，额定电流2 A,(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)。 (2)如图为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测量误差尽可能小，还需在电路

8、中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。,A,D,F,a,d,c,g,f,h,解析：(1)此次实验电流表内阻对实验没有影响，选择小量程电流表，减小读数误差；串联电池的电动势约为4.5V，电压表应选择D项；接入电路中的电阻在满足要求的条件下不宜过大，容易调节，故滑动变阻器应选F。 (2)电压表的内阻相对滑动变阻器的内阻较大，流经电压表的电流可以忽略不计，所以选择电流表内接法，以减小误差。,(1)图中电流表的示数为_A。,0.44,(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：请根据表中的数据，在图2所示的方格纸上作出UI图线。,由图线求得： 电动势E_V

9、； 内阻r_。,1.60(1.581.62都算对),1.2(1.181.26都算对),(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_。 解析：(1)电流表读数时注意量程和有效数字，电流表使用的量程为00.6A，所以电流表读数为0.44A。,干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大,(2)画UI图线时注意所描各点要均匀分布在线的两侧，并且纵坐标要从1V开始。UI图线如图所示 根据EUIr，图像中纵截距为电动势，所以E1.60V(1.581.62都算对)，斜率为内阻，所以r1.2(1.181.26都算对)

10、。 (3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。,对点训练2 (2017广州市荔湾区高二上学期期末)利用图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻，定值电阻R02.0。,(1)某实验得到的部分数据如下表所示，序号为2的电压表、电流表的示数如图乙所示，请读出数据，完成下表。答：_，_。,1.14,0.12,(2)在答卷上图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_V/A(保留两位有效数字)。 (3)根据图线求得干电池的电动势E_V，内电阻r_(保留两位有效数字)。 解析：(1)一节干电池的电动势约为1.5V，所以电压表量程为03V，根据乙图可知，电压表示

11、数U1.14V，定值电阻R02.0，电源内阻约为1左右，所以电流表选量程00.6A，根据乙图可知，电流表示数I0.12A。,3.0,1.5,1.0,素 养 提 升,1实验原理 实验电路如图所示。改变电阻箱的阻值，记录几组R和I，根据EI(Rr)列方程组或利用图象法求解E、r。,用电流表和电阻箱测E和r(安阻法),1.30,(2)为了更准确地测量电源的电动势和内电阻，他用多用电表的“直流100mA”挡设计了如图乙所示的测量电路，为了电表安全，请估算开关闭合前电阻箱的最小取值为_。 (3)将多用电表的选择开关从“OFF”旋转至“直流100mA”挡，调节电阻箱到合适的值并记录其读数R，合上开关从多用电表上读出相应的示数I。,13,1.40,8,r,