測定電源的電動勢和內(nèi)阻PPT學習教案

1、會計學1測定電源的電動勢和內(nèi)阻測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗目的(1)(1)掌握用電壓表和電流表掌握用電壓表和電流表 測定電源電動勢和內(nèi)阻的方法測定電源電動勢和內(nèi)阻的方法. .(2)(2)學會用學會用U-IU-I圖線處理數(shù)據(jù)的方法圖線處理數(shù)據(jù)的方法. .第1頁/共27頁實驗原理1 1、根據(jù)、根據(jù)閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律E=UE=U外外+Ir+Ir， 則則 路端電壓路端電壓 U U外外=E-Ir=E-Ir. . RVA甲甲RVA乙乙對待測部分而言：對待測部分而言：甲圖是外接法（甲圖是外接法（選甲圖選甲圖） 乙圖是內(nèi)接法乙圖是內(nèi)接法第2頁/共27頁實驗原理2 2、在電路中接入的負載電阻分別是、

2、在電路中接入的負載電阻分別是R R1 1、R R2 2時，對應的時，對應的 在電路中產(chǎn)生的電流為在電路中產(chǎn)生的電流為I I1 1、I I2 2，路端電壓為，路端電壓為U U1 1、 U U2 2，則代入，可獲得一組方程：，則代入，可獲得一組方程：從而計算出：從而計算出： 11UEI r22UEI r2112UUrII122112IUI UEII第3頁/共27頁（2）測多組）測多組U、I 值，作出值，作出 U-I 圖象。圖象。E = 縱軸截距縱軸截距r = UII/AEU/VI短短注意：注意：1、畫直線時，使直線兩側(cè)的點子數(shù)目大致相等、畫直線時，使直線兩側(cè)的點子數(shù)目大致相等2、坐標軸的起點是否為

3、零。、坐標軸的起點是否為零。第4頁/共27頁實驗儀器伏特表、安培表、伏特表、安培表、 滑動變阻器、電鍵、導線、滑動變阻器、電鍵、導線、 被測電池被測電池第5頁/共27頁1.1.選擇好電流表、電壓表量程，按圖連選擇好電流表、電壓表量程，按圖連接好電路接好電路. .VA第6頁/共27頁實驗步驟：實驗步驟：1.1.選擇好電流表、電壓表量程，按圖連選擇好電流表、電壓表量程，按圖連接好電路接好電路. .VA2.2.把滑動變阻器的滑動片滑到一端，使把滑動變阻器的滑動片滑到一端，使接入電路的電阻值最大。接入電路的電阻值最大。第7頁/共27頁3.3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電表有明顯示數(shù)，記錄一閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)

4、變阻器，使電表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（組數(shù)據(jù)（I I，U U），用同樣的方法測量幾組），用同樣的方法測量幾組I I、U U值。值。實驗步驟：實驗步驟：1.1.選擇好電流表、電壓表量程，按圖連選擇好電流表、電壓表量程，按圖連接好電路接好電路. .VA2.2.把滑動變阻器的滑動片滑到一端，使把滑動變阻器的滑動片滑到一端，使接入電路的電阻值最大。接入電路的電阻值最大。每次讀完每次讀完U U、I I數(shù)立即斷電！數(shù)立即斷電！當然，電路當然，電路中的電流也中的電流也不能太大！不能太大！第8頁/共27頁實驗步驟 (4) (4)整理好器材整理好器材, , 利用利用公式公式或或U-IU-I圖象圖象處理記錄的數(shù)

5、據(jù)處理記錄的數(shù)據(jù), , 求出電源的求出電源的E E和和r.r.AVKE,r第9頁/共27頁方法一：公式法方法一：公式法 改變改變R R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I I、U U的的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次I I、U U的值，算出的值，算出E E、r r取平均值取平均值. . rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE第10頁/共27頁 1、建立坐標系、描點縱軸表示電壓，橫軸表示電、建立坐標系、描點縱軸表示電壓，橫軸表示電流，取流，取合適的標度合適的標度，使所描坐標點絕大部分分布在坐標使

6、所描坐標點絕大部分分布在坐標紙上，必要時縱坐標可以不從零開始取值紙上，必要時縱坐標可以不從零開始取值 2根據(jù)描出的坐標點作出根據(jù)描出的坐標點作出UI圖像，圖像，并延長與兩坐標軸并延長與兩坐標軸相交相交方法二：圖象法方法二：圖象法第11頁/共27頁 1 1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應選得大些應選得大些( (選用已使用過一段時間的干電池選用已使用過一段時間的干電池) ) 2 2在實驗中不要將在實驗中不要將I I調(diào)得過大，每次讀完調(diào)得過大，每次讀完U U和和I I的數(shù)的數(shù)據(jù)后應立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象據(jù)后應立即斷開電源，以免

7、干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象嚴重，使得嚴重，使得E E和和r r明顯變化明顯變化六、注意事項六、注意事項3 3在畫在畫U UI I圖線圖線時，要使盡可能多的點時，要使盡可能多的點落在這條直線上不在落在這條直線上不在直線上的點應對稱分布直線上的點應對稱分布在直線兩側(cè)，不要顧及在直線兩側(cè)，不要顧及個別離開直線較遠的點個別離開直線較遠的點，以減小偶然誤差，以減小偶然誤差00.10.2 0.3 0.4 0.5I/AU/V實驗中誤差實驗中誤差較大的點，較大的點，舍去不用舍去不用第12頁/共27頁第13頁/共27頁七、誤差分析：七、誤差分析：1、解析法、解析法:甲圖甲圖RVA甲甲V21122112)(RU

8、UIIUIUIE真解得：解得：V211221)(RUUIIUUr真可見：可見：E測測 E真真 r 測測 r 真真 122112IIUIUIE1221IIUUr測量值測量值：RVA乙乙第15頁/共27頁2、圖象法：、圖象法：RVA甲甲RVA乙乙I/AE真真U/VI短短E測測UII測測I/AE真真U/VI短短第16頁/共27頁3、等效電源法：、等效電源法：RVA甲甲+-E測測 = E等等 E真真 r測測 = r真真與與RV并聯(lián)并聯(lián) r真真 第18頁/共27頁 為減小由于電源內(nèi)阻較小，使路端電壓變化為減小由于電源內(nèi)阻較小，使路端電壓變化不明顯帶來的誤差，可采用以下方法改進：不明顯帶來的誤差，可采用以

9、下方法改進： 八八、改進方法、改進方法第19頁/共27頁1、電阻箱和電流表測定法電阻箱和電流表測定法（ IR法法）A AA AR1R2 E=I 1(R1+r) E=I2 (R2+r)另類另類 E E、r r 測法測法（2）：數(shù)據(jù)處理）：數(shù)據(jù)處理（1）：原理圖）：原理圖AB、作 圖象RI- - -1（3）：誤差）：誤差 用此方法測得用此方法測得E無誤差，無誤差，r偏大偏大第20頁/共27頁V VR2V VR12：電阻箱和電壓表測定法：電阻箱和電壓表測定法（U-R)法法（1）：原理圖（2）：數(shù)據(jù)處理）：數(shù)據(jù)處理 E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2ABR1-1U作作

10、圖象圖象（3）：誤差）：誤差 用此方法測得用此方法測得E、r均偏小均偏小第21頁/共27頁 例例1 1. . 如圖是測量電源內(nèi)電阻的電路，下列關(guān)于誤差的說法，正確的是如圖是測量電源內(nèi)電阻的電路，下列關(guān)于誤差的說法，正確的是 ( )A .由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實 值；值；B. 由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實值；由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實值；C. 由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實值；由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實值；D. 由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真

11、實值；由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實值； vA解：解： E = U + Ir ， I=(IA +U/RV) ，由于電壓表的分流作用，對于每個電壓值由于電壓表的分流作用，對于每個電壓值U1 ，測得的電流，測得的電流IA小于總電流小于總電流I1，U越大，越大，I A跟跟I1相差越大，相差越大， 畫出的圖線應為實線所示：畫出的圖線應為實線所示：UIU1IAI1所以內(nèi)電阻的測量值小于真實值。所以內(nèi)電阻的測量值小于真實值。C第22頁/共27頁E rAR1 R2 例例2. 如圖示的電路中，如圖示的電路中，R1 、R2為為標準電阻，測定電源的電動勢和內(nèi)阻標準電阻，測定電源的電動勢和內(nèi)阻時，如

12、果偶然誤差可以忽略不計，則時，如果偶然誤差可以忽略不計，則電動勢的測量值電動勢的測量值 真實值，內(nèi)真實值，內(nèi)阻的測量值阻的測量值 真實值，產(chǎn)生誤真實值，產(chǎn)生誤差的原因是差的原因是 。等于等于大大于于電流表有內(nèi)阻電流表有內(nèi)阻 例例3.在測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，待測電在測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，待測電池、開關(guān)和導線配合下列哪組儀器，可以達到測定目池、開關(guān)和導線配合下列哪組儀器，可以達到測定目的的 （ ）A. 一只電流表和一個滑動變阻器一只電流表和一個滑動變阻器B. 一只電流表和一只電壓表一只電流表和一只電壓表C. 一只電流表和一個電阻箱一只電流表和一個電阻箱D. 一只電壓表和一個電阻

13、箱一只電壓表和一個電阻箱C D第23頁/共27頁例例4現(xiàn)要求用下列器材測量一節(jié)干電池的電動勢?，F(xiàn)要求用下列器材測量一節(jié)干電池的電動勢。 A干電池干電池E：V，內(nèi)阻未知；，內(nèi)阻未知； B電流表電流表mA：量程：量程5mA，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為2030； C阻值為阻值為200的定值電阻一個；的定值電阻一個； D阻值為阻值為400的定值電阻一個；的定值電阻一個； E開關(guān)兩個，導線若干。開關(guān)兩個，導線若干。（1）某同學設(shè)計了圖甲所示的電路，在該電路中）某同學設(shè)計了圖甲所示的電路，在該電路中R1應選擇阻值為應選擇阻值為 的定值電阻。的定值電阻。400400第24頁/共27頁（2）請在圖乙中按圖甲的電路圖完成實物連接）請在圖乙中按圖甲的電路圖完成實物連接。（3）該同學在實驗中，閉合開關(guān)）該同學在實驗中，閉合開關(guān)S1、S2時，電時，電流表的示數(shù)為流表的示數(shù)為I1；閉合開關(guān)；閉合開關(guān)S1、斷開開關(guān)、斷開開關(guān)S2時，時，電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)為I2。請寫出用已知量和測得。請寫出用已知量和測得量表示的待測干電池的電動勢量表示的待測干電池的電動勢E= 。第25頁/共27頁例例5. 利用如圖所示的一只電壓表、一個利用如圖所示的一只電壓表、一個電阻箱和一個電鍵，測量一個電池組的電電阻箱和一個電