測量電池的電動勢和內阻-誤差分析.ppt

測定電池的電動勢和內阻,復習：,問題1.測定電池的電動勢和內阻有哪些方法？,1、I-U法；用電壓表、電流表測電池的E、r,2、I-R法；用電流表、定值電阻測電池的E、r,電阻箱,旋鈕式電阻箱,插孔式電阻箱,3、U-R法；用電壓表、定值電阻測電池的E、r；,電阻箱,問題2.為了減小偶然誤差數據處理方法有哪些？,(1).求平均值法,(2).UI圖象法,E,I短,*圖象在縱軸上的截距為電源的電動勢E,例.用伏特表和安培表測定一節(jié)電池的電動勢和內阻，因蓄電池內阻非常小，為防止調節(jié)變阻器時造成短路，電路中用了一個保護電阻R0，除開關、導線外，可供使用的實驗器材還有：A.電流表（量程0.6A,3A）B.電壓表（量程3V、15V）C.定值電阻（阻值1，額定功率為5W）D.定值電阻（阻值10，額定功率為10W）E.滑動變阻器（阻值范圍0-10，額定電流2A）F.滑動變阻器（阻值范圍0-200，額定電流1A）電流表和電壓表各選哪個量程？定值電阻選哪個？變阻器選哪個？試說明你選擇的理由(3)引起實驗系統(tǒng)誤差的主要原因,解析：,1電壓表的選擇因蓄電池的電動勢為2V，故電壓表量程應選3V；2定值電阻若定值電阻取10,則電路中電流最大不超過0.2A,電流值偏小，不利于讀數，故定值電阻只能取1；3電流表的選擇若電流表取3A，為了便于讀數（應使指針半偏及以上），此時電路中的電阻的變化范圍太小，不利于操作，故電流表應取0.6A檔；4滑動變阻器擇選若滑動變阻器選F，當其電阻大于10時，調節(jié)滑片，電流的變化范圍極窄，且示數較小，即大于10部分幾乎無用，故不選F答案：選E引起實驗系統(tǒng)誤差的主要原因：由于電壓表的分流作用造成電流表的讀數總是比電源實際輸出電流小,I-U法測E、r實驗中誤差分析1：利用UI圖象,1.電流表外接,解：作U=E-Ir圖線如圖實線所示：,式中的U是路端電壓,I應是通過電源的電流，,I真=I測+IV=(I測+U/RV),可見U越大，差值(I真-I測)就越大，U=0時，差值(I真I測)也為0，,實際的U-I圖線如圖虛線示：斜率增大,E測E真r測r真,該電路適用于滑動變阻器阻值很大(電源內阻很大)的情況.,I-U法測E、r實驗中誤差分析1：利用UI圖象,測E、r實驗中誤差分析2：計算法,1.電流表外接,若考慮電流表和電壓表內阻，則有,比較可得：,E測E真r測r真,測E、r實驗中誤差分析3：等效電源法,實際電壓表可以等效為理想電壓表和RV的并聯，實際電流表可以等效為理想電流表和RA的串聯。,(1).I-U法測定E和r誤差分析,1.電流表外接,電路誤差的主要來源是電流表的讀數小于實際的總電流,虛線部分可等效為一個電源，電壓表測的是等效電源的路端電壓，電流表測的是等效電源的總電流，故該電路測的是等效電源的電動勢和內阻,根據等效電源知識有：,因,故該電路誤差極小,測E、r實驗中誤差分析3：等效電源法,(1).I-U法測定E和r誤差分析,2.電流表內接,電路的誤差主要來源是電壓表的讀數小于實際的路端電壓,虛線部分可等效為一個電源，電壓表測的是等效電源的路端電壓，電流表測的是等效電源的總電流，故該電路測的是等效電源的電動勢和內阻,根據等效電源知識有：,該電路測得的電動勢雖然準確，但是由于一般的電源的內阻很小，而電流表的內阻往往比電源的內阻大，故該電路的測量誤差很大。,(2).I-R法測定E和r誤差分析,測E、r實驗中誤差分析3：等效電源法,根據等效電源知識有：,(3).U-R法測定E和r誤差分析,測E、r實驗中誤差分析3：等效電源法,根據等效電源知識有：,1.如圖是測量電源內電阻的電路，下列關于誤差的說法，正確的是()A.由于電流表的分壓作用，使內電阻的測量值小于真實值；B.由于電流表的分壓作用，使內電阻的測量值大于真實值；C.由于電壓表的分流作用，使內電阻的測量值小于真實值；D.由于電壓表的分流作用，使內電阻的測量值大于真實值；,解:E=U+Ir，I=(IA+U/RV)，由于電壓表的分流作用，對于每個電壓值U1，測得的電流IA小于總電流I1，U越大，IA跟I1相差越大，畫出的圖線應為虛線所示：,所以內電阻的測量值小于真實值。,C,2.測量電源B的電動勢E及內阻r（E約為4.5V，r約為1.5）。,器材:量程3V的理想電壓表V，量程0.5A的電流表A（具有一定內阻），固定電阻R=4，滑線變阻器R，電鍵K，導線若干。畫出實驗電路原理圖。圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出。實驗中，當電流表讀數為I1時，電壓表讀數為U1；當電流表讀數為I2時，電壓表讀數為U2。則可以求出E=，r=。（用I1，I2，U1，U2及R表示）,3.已知太陽能電池組的電動勢約為8V，短路電流約為4mA，為了精確測出它的電動勢和內阻，除導線和開關外，可供選擇的儀器有：A.電流表,量程5mA，內阻約10B.電流表,量程20mA，內阻約40C.電壓表,量程5.0V，內阻約5kD.電壓表,量程15V，內阻約15kE.滑動變阻器電阻4kF.滑動變阻器電阻40k(1)為使實驗盡可能方便、準確，應選用上述儀器中的（用所給器材的代號填寫）.(2)在虛線框內畫出電路圖.(3)該電路測得的電源電動勢和真實值相比較。測得的內電阻和真實值相比較。(填偏大、偏小或相等),ACE,相等,偏大,4.某同學采用如圖甲所示的電路測定電源電動勢和內阻，已知干電池的電動勢約為1.5V，內阻約1，電壓表(0-3V,3k),電流表(0-0.6A,1.0),滑動變阻器有R1(102A)和R2(1000.1A)各一只;(1)實驗中滑動變阻器應選用(選填R1或R2).(2)在乙