2.10 测电源电动势和内阻 课件 -河南省驻马店高级中学2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1

制作者：河南驻马店高级中学 李阳 学习目标： 1、理解闭合电路欧姆定律的内容。 2、理解实验基本原理，体验测定的探究过程。 3、掌握用解析法和图象法求解电动势和内阻的方法。 4、通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。 重、难点： 1、利用图线处理数据； 2、如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。 2.10 实验：测定电池的电动势和内阻 选修3-1 第二章 恒定电流 。 二、实验电路和器材的选择 A V S 甲 R A V S 乙 R 伏安法：E=U+Ir 一、实验原理 闭合电路的欧姆定律： R1 A R2 K1 K2 A R K 安阻法:E=IR+Ir 伏阻法:E=U+Ur/R V R K K2 R1 V R2 K1 1.按原理图连接实物图 三、实验步骤 A V S 甲 R 2、闭合开关前把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大 3.闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录几组电流表和电压表的示数 4.断开电键，整理好器材 方法一：公式法 改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值. 四、数据处理 方法二：图象法 在坐标纸上以Ｉ轴为横坐标，Ｕ为纵坐标，用测出几组的Ｕ，Ｉ值画出Ｕ－－Ｉ图像 O I/A U/V . E . 所得直线跟纵轴的交点即为电动势E的值，图线的斜率的绝对值即为内阻的值。 五、系统误差分析 A V S R A V S R 五、系统误差分析 A V S R A V S R 等效电源法 误差来源于电压表的分流作用 误差来源于电流表的分压作用 实验时采用甲图所示电路误差较小. 例1.某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约1Ω，电压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω 2A)和R2(100Ω 0.1A)各一只; (1)实验中滑动变阻器应选用 (选填R1或R2). (2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路. (3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U-I 图线,由图线可较准确求出该电源电动势E = V; 内阻r = Ω. 1.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.9 1.1 1.3 1.2 1.0 0.8 1.4 I/A U/V V A 图甲 图乙 R1 1.50 图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ω r=1.85-RA=0.85 Ω 0.85 例2.某同学在实验室先后完成下面二个实验： ①测定一节干电池的电动势和内电阻； ②描绘小灯泡的伏安特性曲线． (1)用①实验测量得到数据作出U一I图线如图中a线, 实验所测干电池的电动势为 V,内电阻为 Ω. 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/A U/V a 1.50 0.75 S V A R L E r V A E r S V A E r S V A R L E r S A B C D (2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误差,方便调节,请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材,并将它们的编号填在横线上.应选取的电路是 ,滑动变阻器应选取 · E．总阻值15Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器 F．总阻值200Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器　　 G．总阻值1000Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器 C E 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/A U/V a b 解：P1=0.60×1.20=0.72W 画出这时的U-I图线如图c示 c P2=0.88×1.40=1.23W (3)将实验②中得到的数据在实验①中同一U-I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为 .若将两节与实验①中相同的干电池串联后与该小灯泡组成闭合回路，则此时小灯泡的电压为 ,实际功率为 . 0.72W 0.88V 1.23W 例3.某研究性学习小组利用右图所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如下图所示的R～1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到 E＝ V，r＝ Ω。 A R E r S 10 3.0 1.0 2.0 –2 0 2 4 6 8 R/Ω 解：