人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻(共47张PPT)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10.实验：测定电池的电动势和内阻
wk.baidu.com
□ 实验目的 测定电池的电动势和内阻． 1．掌握实验电路、实验的原理及实验的方法． 2．学会用图象法处理实验数据． □ 实验原理 根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式，可以采用下面 几种不同的方法测E和r.
1.由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列 出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，因此用电压表、电 流表加上一个可变电阻就能测E、r，电路图如右图所示．
电池内阻 r＝ΔΔUI ＝1.501－.500.30 Ω＝0.80 Ω. (4)偏小 偏小 (5)如图(c)所示．
答案： (1)G (2)见解析图(a) (3)见解析图(b) 1.50 0.80 (4)偏小 偏小 (5)见解析图(c)
□ 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图象时描点不很准确．
2．系统误差：系统误差来源于未计入电压表的分流， 近似地将电流表的示数看作干路电流，实际上电流表的示数 比干路电流略小，如下图甲所示．如果由实验得到的数据作 出如下图乙中实线(a)所示的图象，那么考虑到电压表的分流 后，得到的U－I图象应是下图乙中的虚线(b)．由此可见， 按甲图所示的实验电路测出的电源电动势E测＜E真，电源内 阻r测＜r真．
甲
乙
【特别提醒】 (1)外电路短路时，上图甲所示的实验 电路中，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，所以乙图中(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)两图线出现了如乙图所示 的差异.
(3)直线与 U 轴的交点表示 I＝0，属于断路的情况，这 时的电压 U 等于电源的电动势，直线与横轴的交点表示 U ＝0，属于短路的情况，此时的电流为短路电流 I 短，则电源 内阻 r＝IE短.
【特别提醒】 如果实验中选用电池的内阻较小，则U 的变化较小，此时坐标图中的数据点呈下图甲所示的状况， 下面大部分空间得不到利用，为此可使坐标轴不从零开始如 下图乙所示，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小 些．
选G.
(2)如图(a)所示
(3)描点作图如图(b)，图线与纵轴的交点即为电源的电 动势E＝1.50 V
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版高 中物理 选修3 —1第2 章第10 节实验 ：测定 电池的 电动势 和内阻( 共47张 PPT)
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版高 中物理 选修3 —1第2 章第10 节实验 ：测定 电池的 电动势 和内阻( 共47张 PPT)
甲
乙
□ 实验器材
待测电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、 方案一
导线若干 方案二 待测电池、电流表、电阻箱、开关、导线若干 方案三 待测电池、电压表、电阻箱、开关、导线若干
□ 实验步骤(以方案一为例) 1．电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程按右图连接 好电路．
2．把滑动变阻器滑片移到使电阻最大的一端． 3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显的示数， 记录一组数据(I、U)，填入下面的表格，
(5)如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验， 请画出相应的电路图．
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版高 中物理 选修3 —1第2 章第10 节实验 ：测定 电池的 电动势 和内阻( 共47张 PPT)
解析：
(1)滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较
大，故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求，故变阻器
(3)某次实验记录如下表：
实验次数 电流表示数/A 电压表示数/V
1
2
3
4
5
0.24 0.50 0.70 1.10 1.50
1.30 1.10 0.95 0.60 0.30
根据表中数据在下面坐标图上画出U－I图线．由图可求 得E＝________V，r＝________Ω.
(4)用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动 势 的 真 实 值 相 比 ________(填“偏大 ” 、“偏小” 或“相 等 ” ) ； 测 得 的 内 阻 与 电 池 内 阻 的 真 实 值 相 比 ________( 填 “偏大”、“偏小”或“相等”)．
为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材： A．6.3 V蓄电池； B．干电池一节； C．电压表V(0～3 V～15 V，内阻约为3 kΩ，15 kΩ) D．电流表A(0～0.6 A～3 A，内阻约为10 Ω，2 Ω)； E．电流表G(满偏电流3 mA，内阻Rg＝10 Ω)； F．变压器；
G．滑动变阻器(0～20 Ω)； H．滑动变阻器(0～1 000 Ω)； I．电阻箱(0～9 999 Ω)； J．开关、导线． (1)用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻，应 选用的变阻器是________(用代号回答)． (2)根据实验要求，用笔画线代替导线在下图上连线．
利用：E＝U5＋I5r、E＝U6＋I6r 求出E3、r3； 算出它们的平均值
E＝E1＋E32＋E3，r＝r3＋r32＋r3.
2．图象法 (1)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； (2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上， 不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧；
用同样的方法测量几组I，U值，填入表格
次数 I(A) U(V)
123456
4.断开开关，整理好器材．
□ 数据处理 依据以上实验步骤测得数据，可以用以下两种方法得到 结果． 1．求平均值法 利用测得的U、I值，求出E、r 利用：E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r 求出E1、r1； 利用：E＝U3＋I3r，E＝U4＋I4r 求出E2、r2；
2．由E＝IR＋Ir知，只要能得到I、R的两组数据，列出 关于E、r的两个方程，从中解出E、r，用的器材有电源、开 关、电阻箱、电流表，电路图如图甲所示．
3．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，用到的器材是 电源、开关、电阻箱、电压表，电路图如图乙所示．
wk.baidu.com
□ 实验目的 测定电池的电动势和内阻． 1．掌握实验电路、实验的原理及实验的方法． 2．学会用图象法处理实验数据． □ 实验原理 根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式，可以采用下面 几种不同的方法测E和r.
1.由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列 出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，因此用电压表、电 流表加上一个可变电阻就能测E、r，电路图如右图所示．
电池内阻 r＝ΔΔUI ＝1.501－.500.30 Ω＝0.80 Ω. (4)偏小 偏小 (5)如图(c)所示．
答案： (1)G (2)见解析图(a) (3)见解析图(b) 1.50 0.80 (4)偏小 偏小 (5)见解析图(c)
□ 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图象时描点不很准确．
2．系统误差：系统误差来源于未计入电压表的分流， 近似地将电流表的示数看作干路电流，实际上电流表的示数 比干路电流略小，如下图甲所示．如果由实验得到的数据作 出如下图乙中实线(a)所示的图象，那么考虑到电压表的分流 后，得到的U－I图象应是下图乙中的虚线(b)．由此可见， 按甲图所示的实验电路测出的电源电动势E测＜E真，电源内 阻r测＜r真．
甲
乙
【特别提醒】 (1)外电路短路时，上图甲所示的实验 电路中，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，所以乙图中(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)两图线出现了如乙图所示 的差异.
(3)直线与 U 轴的交点表示 I＝0，属于断路的情况，这 时的电压 U 等于电源的电动势，直线与横轴的交点表示 U ＝0，属于短路的情况，此时的电流为短路电流 I 短，则电源 内阻 r＝IE短.
【特别提醒】 如果实验中选用电池的内阻较小，则U 的变化较小，此时坐标图中的数据点呈下图甲所示的状况， 下面大部分空间得不到利用，为此可使坐标轴不从零开始如 下图乙所示，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小 些．
选G.
(2)如图(a)所示
(3)描点作图如图(b)，图线与纵轴的交点即为电源的电 动势E＝1.50 V
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版高 中物理 选修3 —1第2 章第10 节实验 ：测定 电池的 电动势 和内阻( 共47张 PPT)
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版高 中物理 选修3 —1第2 章第10 节实验 ：测定 电池的 电动势 和内阻( 共47张 PPT)
甲
乙
□ 实验器材
待测电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、 方案一
导线若干 方案二 待测电池、电流表、电阻箱、开关、导线若干 方案三 待测电池、电压表、电阻箱、开关、导线若干
□ 实验步骤(以方案一为例) 1．电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程按右图连接 好电路．
2．把滑动变阻器滑片移到使电阻最大的一端． 3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显的示数， 记录一组数据(I、U)，填入下面的表格，
(5)如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验， 请画出相应的电路图．
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版高 中物理 选修3 —1第2 章第10 节实验 ：测定 电池的 电动势 和内阻( 共47张 PPT)
解析：
(1)滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较
大，故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求，故变阻器
(3)某次实验记录如下表：
实验次数 电流表示数/A 电压表示数/V
1
2
3
4
5
0.24 0.50 0.70 1.10 1.50
1.30 1.10 0.95 0.60 0.30
根据表中数据在下面坐标图上画出U－I图线．由图可求 得E＝________V，r＝________Ω.
(4)用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动 势 的 真 实 值 相 比 ________(填“偏大 ” 、“偏小” 或“相 等 ” ) ； 测 得 的 内 阻 与 电 池 内 阻 的 真 实 值 相 比 ________( 填 “偏大”、“偏小”或“相等”)．
为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材： A．6.3 V蓄电池； B．干电池一节； C．电压表V(0～3 V～15 V，内阻约为3 kΩ，15 kΩ) D．电流表A(0～0.6 A～3 A，内阻约为10 Ω，2 Ω)； E．电流表G(满偏电流3 mA，内阻Rg＝10 Ω)； F．变压器；
G．滑动变阻器(0～20 Ω)； H．滑动变阻器(0～1 000 Ω)； I．电阻箱(0～9 999 Ω)； J．开关、导线． (1)用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻，应 选用的变阻器是________(用代号回答)． (2)根据实验要求，用笔画线代替导线在下图上连线．
利用：E＝U5＋I5r、E＝U6＋I6r 求出E3、r3； 算出它们的平均值
E＝E1＋E32＋E3，r＝r3＋r32＋r3.
2．图象法 (1)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； (2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上， 不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧；
用同样的方法测量几组I，U值，填入表格
次数 I(A) U(V)
123456
4.断开开关，整理好器材．
□ 数据处理 依据以上实验步骤测得数据，可以用以下两种方法得到 结果． 1．求平均值法 利用测得的U、I值，求出E、r 利用：E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r 求出E1、r1； 利用：E＝U3＋I3r，E＝U4＋I4r 求出E2、r2；
2．由E＝IR＋Ir知，只要能得到I、R的两组数据，列出 关于E、r的两个方程，从中解出E、r，用的器材有电源、开 关、电阻箱、电流表，电路图如图甲所示．
3．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，用到的器材是 电源、开关、电阻箱、电压表，电路图如图乙所示．