《实验:电池电动势和内阻的测量》人教版高中物理完美课件1
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物理人教版(2019)必修第三册12.3电池电动势和内阻的测量(共25张ppt)
(2)变阻器应选___(填“C”或“D”),这是因为_________.
练一练:
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.
∴ E测< E真 ,
r 测< r 真
小外偏小
A
S
U
E真
E测
U
O
IA I真
I
5.误差分析
内接法
V
作 = − 图线如图实线示(测量值)
路 = + = ( + )
E
= 0时差值为0
U路
UV
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
S
4.电路设计
V
外接法
A
S
V
A
内接法
S
5.误差分析
外接法
V
作 = − 图线如图实线示(测量值)
真 = + = ( + /)
可见 越大, 越大,差值(I实− IA )就越大;
U=0时,差值(I实− IA )也为0,
斜率增大
真实的 − 图线如图虚线所示:
均值,可以减小误差。
E U1 I1r
I1U 2 I 2U1
E
I1 I 2
E U 2 I 2r
U 2 U1
r
练一练:
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.
∴ E测< E真 ,
r 测< r 真
小外偏小
A
S
U
E真
E测
U
O
IA I真
I
5.误差分析
内接法
V
作 = − 图线如图实线示(测量值)
路 = + = ( + )
E
= 0时差值为0
U路
UV
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
S
4.电路设计
V
外接法
A
S
V
A
内接法
S
5.误差分析
外接法
V
作 = − 图线如图实线示(测量值)
真 = + = ( + /)
可见 越大, 越大,差值(I实− IA )就越大;
U=0时,差值(I实− IA )也为0,
斜率增大
真实的 − 图线如图虚线所示:
均值,可以减小误差。
E U1 I1r
I1U 2 I 2U1
E
I1 I 2
E U 2 I 2r
U 2 U1
r
物理人教版(2019)必修第三册12.3实验:电池电动势和内阻的测量(共25张ppt)
பைடு நூலகம்干路电流是增大的。
一、外接法(相对于电池来说):配置电流表和电压表(伏安法)
把电池和电压表当作
= − ′ + ′
整体,即等效电源
作
图
(电池与电压表是并联)
等效电源的电动势 ′ 比电动势
的真实值0 偏小、等效电源的
内阻 ′ 比真实值偏小。
′
′
=
< 0
=
′
整体,即等效电源
(电池与电压表是并联)
作
图
等效电源的电动势 ′ 比电动势
的真实值0 偏小、等效电源的
内阻 ′ 比真实值偏小。
′
′
=
< 0
=
<
+ 0
+
适合测量内阻较小的新电池。
截距表示等效电源
的电动势 ′
斜率绝对值表示等效
电源的内阻 ′ =
二、内接法(相对于电池来说):配置电流表和电压表(伏安法)
原理式:= +
变形式
= − +
作
图
图线在纵轴上的截距表示电动势
图线斜率的绝对值表示内阻 =
∆
∆
二、内接法(相对于电池来说):配置电流表和电压表(伏安法)
电压表所测 并不是真
误
差
分
析
实的路端电压,即:
= −
2、所测电池的电动势和内阻均比真实值偏小;
3、适合测量内阻较小的新电池;
4、当电压表内阻已知时,首选外接法。
四、内接法变式(相对于电池来说):配置电流表和电阻箱(安阻法)
原理式:= +
人教版(202X)高中物理必修3-12.3 实验:电池电动势和内阻的测量-课件(共21张PPT)
4.数据处理:
实验次数 电压U/V 电流I/A
1
2
3
4
5
6
方法二:图象法
新知讲解
一、伏安法测电源电动势和内阻实验
5.注意事项:
(1)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。
(2)为了使电池的路端电压变化较明显,电池的内阻宜大些。也可以将一个定值电阻与电池 串联在一起作为电源,不过要注意测量结果减去定值电阻才是电池内阻。 (3)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。
•
17、儿童是中心,教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午2时3 2分27 秒下午 2时32 分14:3 2:272 1.5.6
谢谢观谢赏谢
You made my day!
得:E I 1I 2(R2 R1) I1 I2
r I 2R2 I 1R1 I1 I2
新知讲解
二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式
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(1测)电?路如图所示:
(3)数据处理:
E I 1I 2(R2 R1) I1 I2
r I 2R2 I 1R1 I1 I2
•
15、一年之计,莫如树谷;十年之计 ,莫如 树木; 终身之 计,莫 如树人 。202 1年5月 下午2 时32分 21.5.6 14:32 May 6, 2021
•
16、提出一个问题往往比解决一个更 重要。 因为解 决问题 也许仅 是一个 数学上 或实验 上的技 能而已 ,而提 出新的 问题, 却需要 有创造 性的想 像力, 而且标 志着科 学的真 正进步 。202 1年5月 6日星 期四2 时32分2 7秒14 :32:27 6 May 2021
物理人教版(2019)必修第三册12.3实验:电池的电动势和内阻的测量(共25张ppt)
图 2-10-7
(2)一位同学记录的 6 组数据见下表,试根据这些数据在图
2-10-7 中画出 U-I 图像,根据图像读出电池的电动势 E=
V,求出电池内阻 r=
Ω。
I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 (3)若不作出图线,只选用其中两组 U 和 I 的数据,用公式
复习:闭合电路欧姆定律源自闭合电路中的电流 I 跟电源的电动势E成正比,跟内、
外电路的总电阻(R+r)成反比.
I E Rr
伏安法
V
A
可变阻
E U外 U内=U外 Ir
Er
A
电阻箱
或: E I (R r)
外电压:. 安阻法 内电压:
V
或:
E
U外
U外 R
r
电阻箱
伏阻法
方案一:伏安法
一、原理: E U Ir 二、电路图:
测
A
r 测> r
适合内阻较大的电源
方案二:安阻法
2.闭合电路欧姆定律也可以写成 E=IR+Ir,如果 能得到 I、R 的两组数据,也可以得到电源的电动势 和 内 电 阻 . 用 _电_流__表___ 和 一 只 _电__阻_箱___ 就 能 完 成 实 验.如图乙所示.
3.闭合电路欧姆定律写成 E=U+URr,如果能够得
箱
1 K
2 V
内 电 阻 . 用 _______ 和 一 只 _______就 能 完 成 实
.如图乙数所据示处.理:
闭合电方路法一欧:测姆量定组数律据写 ,利成用 E=U+URr,解如方果程。能够得
U、R 的方两法二组:数实验据数据,的也图可象法以处解 理:得电动势和内电阻.可
(2)一位同学记录的 6 组数据见下表,试根据这些数据在图
2-10-7 中画出 U-I 图像,根据图像读出电池的电动势 E=
V,求出电池内阻 r=
Ω。
I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 (3)若不作出图线,只选用其中两组 U 和 I 的数据,用公式
复习:闭合电路欧姆定律源自闭合电路中的电流 I 跟电源的电动势E成正比,跟内、
外电路的总电阻(R+r)成反比.
I E Rr
伏安法
V
A
可变阻
E U外 U内=U外 Ir
Er
A
电阻箱
或: E I (R r)
外电压:. 安阻法 内电压:
V
或:
E
U外
U外 R
r
电阻箱
伏阻法
方案一:伏安法
一、原理: E U Ir 二、电路图:
测
A
r 测> r
适合内阻较大的电源
方案二:安阻法
2.闭合电路欧姆定律也可以写成 E=IR+Ir,如果 能得到 I、R 的两组数据,也可以得到电源的电动势 和 内 电 阻 . 用 _电_流__表___ 和 一 只 _电__阻_箱___ 就 能 完 成 实 验.如图乙所示.
3.闭合电路欧姆定律写成 E=U+URr,如果能够得
箱
1 K
2 V
内 电 阻 . 用 _______ 和 一 只 _______就 能 完 成 实
.如图乙数所据示处.理:
闭合电方路法一欧:测姆量定组数律据写 ,利成用 E=U+URr,解如方果程。能够得
U、R 的方两法二组:数实验据数据,的也图可象法以处解 理:得电动势和内电阻.可
《测定电池的电动势和内阻》人教版高二物理选修3-1PPT课件
允许通过的最大电流大于灯泡的额定电流; 最大电阻与灯丝电阻差不多大,以使调节效果明显。
一、测量小灯泡的电功率
5.实验步骤:
(1)将电压表和电流表指针调零,断开开关,按照电路图连接电路,将滑动 变阻器滑片放在阻值最大处。 (2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数依次为2 V、2.5 V和3 V, 依次记下电压表示数U和对应的电流表示数I,分别将U、I 记录在表格中; (3)观察并比较三次小灯泡的发光情况,将现象记录在表格中。 (4)整理好实验器材.
2.实验原理:P=UI 3.实验电路图:
P
a R' b
mA
V
RLED
S
二、用“伏安法”测量发光二极管的电功率
4.实验器材:发白光的二极管一个,电压表,开关, 滑动变阻器,毫安表,电 源,导线若干.
5.实验步骤: (1)根据电路连接实物图。 (2)检查无误后,闭合开关。调节滑片,使 发光二极管的亮度与灯泡发光相当,记下电压 表和电流表的示数,计算发光二极管的电功率。
① .实验电路相同 ②.实验器材相同 ③.测量的物理量相同 ④. 滑动变阻器的作用相同
(2)不同点
① .实验目的不同 ②.实验原理不同 ③.电压表量程的选择不同。
④. 对数据处理不同。
一、测量小灯泡的电功率
9.实验结论
(1).灯泡的实际电功率随两端的电压增大而增大. (2).灯泡的亮度起决于灯泡的实际电功率 (3).实际功率和额定功率的关系:
甲 乙
【原理一】“伏安法”测定电源电动势和内阻
说明: ①外电路短路时,电流表的示数(即干路电流的测量值)I测等于干路电流的真实值,所 以图中(a)(b)两图线交于短路电流处。 ②当路端电压(即电压表示数)为U1时,由于电流表示数I1测小于干路电流I1真,所以 (a)(b)两图线出现了甲图所示的差异。
12.3实验:电池电动势和内阻的测量课件-人教版(2019)必修第三册(共24张PPT)
(2)图乙中电流表外接(相对于电压表),r测=r+rA,E测 =UV+IAr测,即内阻测量值偏大,电动势测量值等于真实值。
环节三:误差分析
方案二:用闭合电路的欧姆定律分析表达式 E测=U+Ir测中U、I是不是真实的路端电压和通过 电源的电流,从而确定误差来源。
环节三:误差分析
图甲中采用电流表内接法,由于电压表的分流作用。 可得:
环节三:误差分析
根据误差来源分析,实验中应该怎样减小系统误差呢?
电压表内阻远大于电池 电流表内阻远小于电池 内阻,对电流表无要求。 内阻,对电压表无要求。
课堂练习
1.测定电源的电动势和内阻的实验中选用如图所示的实验电路,
下列注意事项中错误的是
(B)
A.应选用旧的干电池作为被测电源,
以使电压表示数的变化比较明显
A.短路电流为0.5 A B.电源内阻为3 Ω C.电动势为1.5 V D.电源内阻为5 Ω
谢Байду номын сангаас!
B.应选用内阻较小的电压表和电流表
C.移动滑动变阻器的滑片时,不能使滑动变阻器短路而造
成电流表过载
D.根据实验记录的数据作U-I 图像时,应通过尽可能多的
点画一条直线,并使不在直线上的点大致均匀分布在直
线两侧
课堂练习
2.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,根据实验 中电流表和电压表的示数得到了如图所示的U-I 图像,则( C )
环节一:实验方案设计
由方案二所得关系式可知,无法画出I-R图像,但是可以画
出1I -R图像,图像的斜率k=E1,截距为Er 。
由方案三所得关系式可知,无法画出U-R图像,但是可以 画出U1 -R1图像,图像的斜率k=Er ,截距为E1。
环节三:误差分析
方案二:用闭合电路的欧姆定律分析表达式 E测=U+Ir测中U、I是不是真实的路端电压和通过 电源的电流,从而确定误差来源。
环节三:误差分析
图甲中采用电流表内接法,由于电压表的分流作用。 可得:
环节三:误差分析
根据误差来源分析,实验中应该怎样减小系统误差呢?
电压表内阻远大于电池 电流表内阻远小于电池 内阻,对电流表无要求。 内阻,对电压表无要求。
课堂练习
1.测定电源的电动势和内阻的实验中选用如图所示的实验电路,
下列注意事项中错误的是
(B)
A.应选用旧的干电池作为被测电源,
以使电压表示数的变化比较明显
A.短路电流为0.5 A B.电源内阻为3 Ω C.电动势为1.5 V D.电源内阻为5 Ω
谢Байду номын сангаас!
B.应选用内阻较小的电压表和电流表
C.移动滑动变阻器的滑片时,不能使滑动变阻器短路而造
成电流表过载
D.根据实验记录的数据作U-I 图像时,应通过尽可能多的
点画一条直线,并使不在直线上的点大致均匀分布在直
线两侧
课堂练习
2.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,根据实验 中电流表和电压表的示数得到了如图所示的U-I 图像,则( C )
环节一:实验方案设计
由方案二所得关系式可知,无法画出I-R图像,但是可以画
出1I -R图像,图像的斜率k=E1,截距为Er 。
由方案三所得关系式可知,无法画出U-R图像,但是可以 画出U1 -R1图像,图像的斜率k=Er ,截距为E1。
人教版高中物理实验_电池电动势和内阻的测量优质-PPT课件
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注意事项
1.器材及量程的选取 (1)电池:为了使路端电压变化明显,电池的内阻宜大些, 可选用已使用过一段时间的 1 号干电池。 (2)电压表的量程:实验用的是一节干电池,因此电压表量 程在大于 1.5 V 的前提下,越小越好,实验室中一般采用量程为 0~3 V 的电压表。 (3)电流表的量程:对于电池来讲允许通过的电流最大为 0.5 A,故电流表的量程选 0~0.6 A 的。 (4)滑动变阻器:干电池的内阻较小,为了获得变化明显的 路端电压,滑动变阻器选择阻值较小一点的。
第 3 节 实验:电池电动势和内阻的测量
实验目的 1.了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。 2.学习用图像法处理实验数据。 3.会对测量误差进行分析,了解测量中减小误差的方法。
实验原理 思路 1:伏安法测电动势 E 和内电阻 r
如图所示,改变滑动变阻器的阻值,从电流 表、电压表中读出几组 I 和 U 的值,由 U=E-Ir 可得:
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[解析] (1)按照实验原理图将实物图连接起来,如图所示。
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物理《实验:测定电池的电动势和内阻》人教版高二选修三PPT课件
2、闭合开关,调节滑动变阻器的滑片或电阻箱至适当位置,分别读出电流表示数I和电压表示数U,
并做好记录。
3、调节滑动变阻器的滑片或者电阻箱多测几组数据。
4、断开开关,整理好器材。
二、数据处理
1.计算法
U1=E-Ir
U2=E-Ir,
−
−
解得E= 1 2−2 1,r= 2− 1
D.滑动变阻器R1(0~2.5Ω,1A)
E.滑动变阻器R2(0~20Ω,1A)
F.定值电阻R0(500Ω)
G.开关和导线若干
(1)请在甲框中画出合理测定待测干电池的电动势和内电阻的实验电路图,在该电路中,为了
操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选D
(填写器材前的字母代号).
(2)根据(1)中选出的合理的实验电路并利用测出的数据绘出I1-I2图线(I1为电流表A1的示
C.电流表A1(0.6A,内阻约为1Ω)
D.电流表A2(3A,内阻约为0.03Ω)
E.阻值为2.0Ω的定值电阻R1
F.阻值为20Ω的定值电阻R2
G.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3
H.最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4
要求尽量减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路是图___(选“a”或“b”).
(2)电流表应选择___,电压表应选择___,定值电阻应选择___,滑动变阻器应选择___.(填写
斜率的绝对值表示电池的内电阻r。
3、如图2所示,直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线,由于
I<I0(I0、U0、E0、r0表示真实值),而且U越大,I和I0之间的误差就
越大,而电压表的示数U就是电源的路端电压的真实值U0,除了读数会
有误差外,可以认为U=U0。电池真正短路时,I=I0,所以直线①、②
并做好记录。
3、调节滑动变阻器的滑片或者电阻箱多测几组数据。
4、断开开关,整理好器材。
二、数据处理
1.计算法
U1=E-Ir
U2=E-Ir,
−
−
解得E= 1 2−2 1,r= 2− 1
D.滑动变阻器R1(0~2.5Ω,1A)
E.滑动变阻器R2(0~20Ω,1A)
F.定值电阻R0(500Ω)
G.开关和导线若干
(1)请在甲框中画出合理测定待测干电池的电动势和内电阻的实验电路图,在该电路中,为了
操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选D
(填写器材前的字母代号).
(2)根据(1)中选出的合理的实验电路并利用测出的数据绘出I1-I2图线(I1为电流表A1的示
C.电流表A1(0.6A,内阻约为1Ω)
D.电流表A2(3A,内阻约为0.03Ω)
E.阻值为2.0Ω的定值电阻R1
F.阻值为20Ω的定值电阻R2
G.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3
H.最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4
要求尽量减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路是图___(选“a”或“b”).
(2)电流表应选择___,电压表应选择___,定值电阻应选择___,滑动变阻器应选择___.(填写
斜率的绝对值表示电池的内电阻r。
3、如图2所示,直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线,由于
I<I0(I0、U0、E0、r0表示真实值),而且U越大,I和I0之间的误差就
越大,而电压表的示数U就是电源的路端电压的真实值U0,除了读数会
有误差外,可以认为U=U0。电池真正短路时,I=I0,所以直线①、②
人教版高中物理必修三 《实验:电池电动势和内阻的测量》精品课件
图6
精析典题
一、伏安法测电动势和内阻
例1 (2020·福建莆田第一中学高二期末)某同学用伏安法测一节干电池
的电动势E和内电阻r,所给的其他器材有:
A.电压表V:0~3 V~15 V
B.电流表A:0~0.6 A~3 A
C.滑动变阻器R1:(20 Ω,1 A) D.滑动变阻器R2:(1 000 Ω,0.1 A) E.电阻箱R(0~999.9 Ω)
随堂演练
1.(伏安法测电动势和内阻)(2020·鸡泽县期末)利用如图17所示的电路测定一
节干电池的电动势和内电阻,要求尽量减小实验误差.供选择的器材有:
A.电流表A(0~0.6 A) C.电压表V2(0~15 V) E.滑动变阻器R2(0~200 Ω) G.开关一个,导线若干
B.电压表V1(0~3 V) D.滑动变阻器R1(0~20 Ω) F.定值电阻R0=1 Ω
解析 对照电路原理图,连接实物图.
(3)测出几组电流、电压的数值,并画出图像 如图丙所示,由图像知该电池的电动势E= __1_.5___ V,内电阻r=_2_._5_ Ω.
解析 U-I图像的纵轴截距表示电池的电动势, 故该电池的电动势E=1.5 V; 斜率的绝对值表示电源的内电阻, 故 r=1.50-.21.0 Ω=2.5 Ω.
解析 由闭合电路欧姆定律得 E=U+UR(R0+r),变形得U1 =E1+R0E+r·R1, 结合题图丙U1 -R1图像可知纵轴截距为E1,图像的斜率 k=R0E+r,
代入数据解得E≈2.9 V,r≈1.1 Ω.
三、安阻法测电动势和内阻
1.电路图:如图13所示. 2.实验原理:E=IR+Ir. 3.数据处理 (1)计算法:由EE= =II12RR12+ +II12rr 解方程组求得 E,r. (2)图像法:由 E=I(R+r)得:1I=E1R+Er
精析典题
一、伏安法测电动势和内阻
例1 (2020·福建莆田第一中学高二期末)某同学用伏安法测一节干电池
的电动势E和内电阻r,所给的其他器材有:
A.电压表V:0~3 V~15 V
B.电流表A:0~0.6 A~3 A
C.滑动变阻器R1:(20 Ω,1 A) D.滑动变阻器R2:(1 000 Ω,0.1 A) E.电阻箱R(0~999.9 Ω)
随堂演练
1.(伏安法测电动势和内阻)(2020·鸡泽县期末)利用如图17所示的电路测定一
节干电池的电动势和内电阻,要求尽量减小实验误差.供选择的器材有:
A.电流表A(0~0.6 A) C.电压表V2(0~15 V) E.滑动变阻器R2(0~200 Ω) G.开关一个,导线若干
B.电压表V1(0~3 V) D.滑动变阻器R1(0~20 Ω) F.定值电阻R0=1 Ω
解析 对照电路原理图,连接实物图.
(3)测出几组电流、电压的数值,并画出图像 如图丙所示,由图像知该电池的电动势E= __1_.5___ V,内电阻r=_2_._5_ Ω.
解析 U-I图像的纵轴截距表示电池的电动势, 故该电池的电动势E=1.5 V; 斜率的绝对值表示电源的内电阻, 故 r=1.50-.21.0 Ω=2.5 Ω.
解析 由闭合电路欧姆定律得 E=U+UR(R0+r),变形得U1 =E1+R0E+r·R1, 结合题图丙U1 -R1图像可知纵轴截距为E1,图像的斜率 k=R0E+r,
代入数据解得E≈2.9 V,r≈1.1 Ω.
三、安阻法测电动势和内阻
1.电路图:如图13所示. 2.实验原理:E=IR+Ir. 3.数据处理 (1)计算法:由EE= =II12RR12+ +II12rr 解方程组求得 E,r. (2)图像法:由 E=I(R+r)得:1I=E1R+Er
[人教版]教材高中物理《实验_电池电动势和内阻的测量》PPT全文课件
电流表、电阻箱、电池、开关
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电压表、电流表、滑动变阻器、电池、开关
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方案评估
E=U +Ir
E=U外+U内
E=IR +Ir
(U=IR)
E U U r R
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I U R
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E=U +Ir
I U R
E U U r R
(U1 R1 )
(U2 R2 )
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电压表、电流表、滑动变阻器、电池、开关
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方案评估
E=U +Ir
E=U外+U内
E=IR +Ir
(U=IR)
E U U r R
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I U R
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E=U +Ir
I U R
E U U r R
(U1 R1 )
(U2 R2 )
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人教版高物理ppt《实验_电池电动势和内阻的测量》PPT免费课件
(2)现有开关和导线若干,以及以下器材:
A.电流表(0~0.6 A)
B.电流表(0~3 A)
C.电压表(0~15 V)
D.电压表(0~3 V)
E.滑动变阻器(0~10 Ω)
F.滑动变阻器(0~500 Ω)
实验中电流表应选用
;电压表应选
用
;滑动变阻器应选用
.(选填相应器
材前的字母)
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解析: (1)如果用图乙电路,误差来源于电流表的分压作用,测 量时将电流表内阻当成电源内阻的一部分,而电流表内阻与 电源内阻很接近,故电源内阻测量误差大;用图甲电路,误差来 源于电压表的分流作用,因为电压表的内阻远大于滑动变阻 器的电阻,故电压表的分流作用很小,测量引起的误差小,故选 择甲电路图. (2)电源电动势约为1.5 V,因此电压表量程选择0~3 V,故选D; 为使电流表指针有较大角度的偏转,需选用小量程电流表和 全阻值小的滑动变阻器,故电流表选A,滑动变阻器选E. 答案:(1)甲 (2)A D E
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六、注意事项 (1)为使电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较大的旧 干电池. (2)实验中不能将电流调得过大,且读数要快,读完后立即切 断电源,防止干电池大电流放电时内阻r明显变化. (3)若干电池的路端电压变化不很明显,作图像时,纵轴标度 可取得小一些,且纵轴起点可不从0开始.
五、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 U-I图像时描点不准确.
人教版高中物理必修三 《实验:电池电动势和内阻的测量》PPT课件
四、实验步骤(以方法1伏安法为例) 1.电流表用0~0.6 A量程,电压表用0~3 V量程,按实验原理图连接好电路。
2.把滑动变阻器的滑片移到一端,使其阻值最大。
3.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显的示数,记录一组数据(I1、U1)。用同样的方法测 量几组I、U值。
4.断开开关,整理好器材。
2.安阻法:由E=IR+Ir可知,只要能得到______的两I、组数R 据,列出关于E、r的两个方程,就能解出E、r
,电路图如图所示。
3.伏阻法:由 E=U+URr 知,如果能得到__U_、__R___的两组数据,列出关于 E、r 的 两个方程,就能解出 E、r,电路图如图所示。
第五页,共三十四页。
选E。
答案 (1)甲 (2)A D E
第十六页,共三十四页。
方法总结 选择仪器时注意掌握的原则
1.安全性原则,即一定要保证仪器的安全,对电表来讲不超量程,对滑动变阻器来讲不能超其额定电流 。
________。(选填相应器材前的字母)
第十五页,共三十四页。
解析 (1)如果用乙电路,误差来源于电流表的分压,测量时将电流表内阻当成电源内阻 的一部分,而电流表内阻与电源内阻很接近,故电源内阻测量误差大;用甲电路,误差 来源于电压表的分流,因为电压表的内阻远大于滑动变阻器的电阻,故电压表分流很小 ,测量引起的误差小,故选择甲电路图。 (2)电源电动势为1.5 V,因此电压表量程选择3 V,故选D;因干电池允许通过的电流较小 ,电流表量程选择0.6 A,故选A;为使电流表有较大角度的偏转,需选用全阻值小的滑动变阻器,故
2.系统误差
由于电压表分流 IV,使电流表示数 I 小于电池的输出电流 I 真。I 真= I+IV,而 IV=RUV,U 越大,IV 越大,它们的关系可用图表示。实测 的图线为 AB,经过 IV 修正后的图线为 A′B,可看出 AB 的斜率绝对 值和在纵轴上的截距都小于 A′B,即实测的 E 和 r 都小于真实值。
物理人教版(2019)必修第三册12.3实验:电池电动势和内阻的测量(共37张ppt)
3.要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大一些;
4.画U-I图线时,应使图线通过尽可能多的点,并使不在直线上的点均匀分布在直
线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去;
5.画U-I 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的
值开始,(但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流,而
12.3电池电动势和内阻
电动势和内阻是电源的两个重要参量,若电池的电动势和内阻未知,
我们该如何测量?有哪些测量方法呢?
方法一:伏安法
方法二:伏阻法
方法三:安阻法
方法四:安安法
方法五:伏伏法
方法一:伏安法
一.基本原理:闭合电路的欧姆定律
U:路端电压;
I=
+
I:通过电源的电流;
E=U+rI
U=RI
E U1
r
R1
U2
E U2
r
R2
(2)方法二:图像法
1 1
绘制 - 图像
U
E U r
R
E=
b=
1
b
r = Ek=
k
b
五.误差分析
1
误差来自电压表分流。 U
r1
ER
=
E测 =
r测 =
若电压表内阻已知,
b=
可消除系统误差。
k=
+
+真
E真
E测 < E真
r
+真 真
图线与纵轴的截距仍为电动势E,图线的斜率的绝对值仍为内阻r;
6.画U-I 图线时,坐标轴的单位选择要恰当,使作出的图线基本充满整个区域为宜,
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[解析] (1)按照实验原理图将实物图连接起来,如图所示。
(2)图线交 U 轴于 U1=1.45 V,此即为电池电动势 E,交 I 轴于 I=0.65 A,注意此时 U2=1.00 V,由闭合电路的欧姆定律 得 I=E-r U2,则 r=E-I U2=1.450-.651.00 Ω≈0.69 Ω。
[对点训练] 1.在“电池电动势和内阻的测量”的实验中,已连接好部分实
验电路。
(1)按图甲所示的实验电路,把图乙中剩余的电路连接起来。 (2)在图乙的电路中,为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻 器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”)。 (3)如图丙是根据实验数据作出的 U-I 图像,由图可知,电源的 电动势 E=________V,内阻 r=________Ω。
注意事项
1.器材及量程的选取 (1)电池:为了使路端电压变化明显,电池的内阻宜大些, 可选用已使用过一段时间的 1 号干电池。 (2)电压表的量程:实验用的是一节干电池,因此电压表量 程在大于 1.5 V 的前提下,越小越好,实验室中一般采用量程为 0~3 V 的电压表。 (3)电流表的量程:对于电池来讲允许通过的电流最大为 0.5 A,故电流表的量程选 0~0.6 A 的。 (4)滑动变阻器:干电池的内阻较小,为了获得变化明显的 路端电压,滑动变阻器选择阻值较小一点的。
E2、r2,E3、r3,求出它们的平均值 E=E1+E32+E3,r=r1+r32+r3
作为测量结果。
2.图像法
把测出的多组 U、I 值,在 U-I 图中描点画图像,使 U-I 图
像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在
直线的两侧,如图所示,由 U=E-Ir 可知:
(1)纵轴截距等于电源的电动势 E,横轴截距等于外电
[答案] (1)见解析图 (2)1.45 0.69
[关键点拨] 连接实物电路图的基本方法
(1)先画出实验电路图。 (2)按电路图选择所需的器材,明确电表量程。 (3)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,到开关,再 到滑动变阻器等,按顺序以单线连接方式将主电路要串联的元 件依次串联起来,然后再将要并联的元件并联到电路中。 (4)注意电源的正、负极,电表的正、负接线柱以及滑动变 阻器接线柱的合理选用。 (5)还要注意连线不能交叉,开关要能控制电路。
实验原理与操作 [典例1] 在用电压表和电流表测一节干电池的电动势和内 阻的实验中,所用电压表和电流表的内阻分别为 1 kΩ 和 0.1 Ω, 图中为实验原理图及所需器件图。 (1)在图中画出连线,将器材按原理图连接成实验电路。
(2)一位同学记录了 6 组数据并根据这些数据在图中画出了 U-I 图像,根据图像读出电池的电动势 E=________V,求出电 池内阻 r=________Ω。
数据处理
为减小测量误差,本实验常选用以下两种数据处理方法:
1.公式法
利用依次记录的多组数据(一般 6 组),分别记录在表中: 实验 1 2 34 5 6 序号
I/A I1
I2 I3 I4
I5
I6
U/V U1 U2 U3 U4 U5 U6
分别将 1、4 组,2、5 组,3、6 组联立方程组解出 E1、r1,
路短路时的电流 I 短=Er 。
| | (2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻
r=
ΔU ΔI
=
E
。
I短
(3)若电源内阻 r=0(理想电源),则 U=E。
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 U-I 图像时描点 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 U-I 坐标系中表示 出来,如图所示,可见 E 测<E 真,r 测<r 真。
E=I1UI21- -II22U1,r=UI21- -UI21。
思路 2:用电流表、电阻箱测电动势 E 和内电阻 r 由闭合电路的欧姆定律得:E=I(R+r) 用电流表测干路中的电流,通过改变电路中的电阻,测出 两组 R、I 数据,就可以列出两个关于 E、r 的方程:E=I1(R1 +r),E=I2(R2+r) 联立就可以解出结果,实验电路如图所示。
第 3 节 实验:电池电动势和内阻的测量
实验目的
1.了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。 2.学习用图像法处理实验数据。 3.会对测量误差进行分析,了解测量中减小误差的方法。
实验原理
思路 1:伏安法测电动势 E 和内电阻 r
如图所示,改变滑动变阻器的阻值,从电流 表、电压表中读出几组 I 和 U 的值,由 U=E-Ir 可得:
2.为防止电池电动势 E、内阻 r 发生变化,实验中 I 不要 过大(应小于 0.5 A),读电表要快,每次读完后应立即断电。
3.作 U-I 图像时 (1)当路端电压变化不是很明显时,作图像时,纵轴单位可 以取得小一些,且纵轴起点不从零开始,把纵坐标的比例放大。 (2)画 U-I 图像时,要使较多的点落在这条直线上或使各点 均衡分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不予考 虑。这样,就可使偶然误差得到部分抵消,从而提高精确度。
实验步骤
1.确定电流表、电压表的量程,按图示连 接好电路,并将滑动变阻器的滑片移到使接入 电路的阻值为最大值的一端。
2.闭合开关 S,接通电路,将滑动变阻器 的滑片由一端向另一端移动,从电流表有明显读数开始,记录 一组电流表、电压表读数。
3.同样的方法,依次记录多组 U、I 值。 4.断开开关 S,拆除电路。 5.以 U 为纵轴,I 为横轴,将记录的电压、电流值标在坐 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。
思路 3:用电压表、电阻箱测电动势 E 和内电阻 r 由闭合电路的欧姆定律得 E=U+URr,用电压表测得路端电 压,通过改变电路中的电阻,测出两组 U、R 数据,就可以列出 两个关于 E、r 的方程: E=U1+UR11r,E=U2+UR22r
实验器材
在不同的思路中需要的实验器材略有不同,分别如下: 思路 1:待测电池一节,电流表、电压表各一个,滑动变阻 器一个,开关一个,导线若干,坐标纸。 思路 2:待测电池一节,电流表一个,电阻箱一个,开关一 个,导线若干。 思路 3:待测电池一节,电压表一个,电阻箱一个,开关一 个,导线若干。