【金榜名师推荐】2014教科版高中物理选修3-1配套课件：第二章 直流电路（8份）

5 学生实验： 测量电源的电动势和内阻 思考电源的电动势和内阻是如何测量的？还有其他的方法么？ 1.理解闭合电路欧姆定律内容. 2.理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内阻的探究过程. 3.用解析法和图像法求解电动势和内阻.（重点） 一、实验原理 闭合电路欧姆定律 E=U+Ir 求出E、r 即利用电压表、电流表测出U、I，两组数据 * A V 甲 测电压U要使用电压表，测电流I要使用电流表，改变 电流、电压需要滑动变阻器，因此该实验所需器材为： 被测电源E、电压表 、电流表 、滑动变阻器R、 开关S、导线若干. 二、实验电路及器材 1.确定电流表和电压表的量程，按图示电路把器材连好. 2.把滑动变阻器的滑片移到一端使其接入电路中的阻值最大. 三、实验步骤 A V S 甲 R 3.闭合电键，调节滑动变阻器，使电流表有明显读数，记录一组电流、电压值，用同样的方法测量并记录几组U、I值. 4.断开电键，整理好器材 将实验数据填入表格： 1 2 3 4 5 电压表示数U/V 电流表示数I/A 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 E 方法二：图像法 在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组U，I值画出U-I图像 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、注意事项 （1）测干电池的电动势和内阻，应选用旧电池.旧电池的内阻较大，以使电压表示数变化明显. （2）干电池在大电流放电时，极化现象严重，电动势E会明显下降，r会明显增大.因此，实验中不要将R调得过小，读电表示数时要快，每次读完应立即断电. * （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. 六、电路选择及误差分析 误差来源于电压表的分流作用 虚线框内部相当于内电路.虚线框外为外电路 甲 V S A R 理论上：E=U+(Iv+IA)r,其中U是电源两端的电压，是准确的，而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差. 从电路的角度看，电压表应 看成内电路的一部分，故实 际测出的是电池和电压表整 体的电动势和内阻，因为电 压表和电池并联，所以E测＜ E真，r测＜r真 IV E测 0 I/A U/V E真 误差来源于电流表的分压作用 虚线框内相当于内电路.虚线框外为外电路 a b A V S R A V S 乙 R E=U+Ir E=U+Ir内+IrA 测出的电压U不是真实的外电压，U外=U+IrA，电流I是真实值.测出的内阻为电池和电流表电阻之和，故r测大于r真，外电路断开时，a.b两点间的电压等于电源的电动势故E测=E真 分析： 实质 用图像表示 . . . . I U O 在实际实验中，由于RV很大，而rA和r内相差不多，故甲电路图误差较小，乙电路图内阻测量误差较大，所以我们选电流表内接法，即如甲电路图所示的电路进行实验. 测电源电动势和内阻还有没有其他方法呢？ 甲 V S A 七、测电源电动势和内阻的其他方法 情景1.实验中除了待测电池和电键导线外，只有电阻箱和电流表，如何测定电源的电动势和内电阻？ （1）电路如图所示： （2）主要步骤 改变电阻箱阻值R，测出对应的电流I 由E=I1R1+I1r， E=I2R2+I2r 得： 1 2 A R I I R I R I r - = 2 1 1 2 - 若能测出多组I、R值，以R为纵坐标， 为横坐标，作出 图像， 由于 ，可知这条图线是直线， 直线在纵轴的截距为-r，直线的斜率E=tanα. α R -r 0 ） 情景2.实验中除了待测电源和电键导线外，只有电阻箱和电压表，该如何测呢？ （1）电路如图所示： V （2）主要步骤 改变电阻箱阻值R，测出对应的电压U 求出电源的电动势和内阻 例1.在用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是 ( ) 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 B．应选用内阻较小的电压表和电流表 C．移动滑动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 D．根据实验