实验4：电池电动势和内阻的测量（课件）-2023年高考物理二轮复习电学实验专题

电动势和内阻的测量 第四篇 二轮复习 电学实验 伏安法 01 伏阻法 02 安阻法 03 安安法 04 伏伏法 05 CONTENTS 目录 方案一：伏安法 PART 01 （1） Ｕ：路端电压; Ｉ：通过电源的电流; E：待测电动势； r: 待测内阻； （2）只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r 闭合电路的欧姆定律： E = U1 + I1r E = U2 + I2r 基本原理 01 A V S E, r · · · 电流表外接法 A V S E, r · · · 电流表内接法 电路设计 02 电流表 电压表 滑动变阻器 开关、导线及坐标纸、铅笔 (选择量程接近电源电动势) 选用阻值较小的,最大阻值10 ~ 20Ω 被测电池 （干电池） 实验器材 03 A V S R 电流表外接法 实物图连接 04 方法一：公式法 E=U2+I2r E=U1+I1r A V S R 电流表外接法 数据处理 05 I短 E U 轴截距等于电动势 E 在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U、I值画出U-I图象。 r是直线的斜率的绝对值 短路电流 纵坐标可以不从0开始 E I r = 短 数据处理 05 方法二：图像法 1.电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处; 2.使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速; 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; 注意事项 06 10 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; 6.画U-I 图线时，坐标轴的单位选择要恰当，使作出的图线基本充满整个区域为宜，不能使图线位于某一角上； 7.使用 U-I 图线计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻 r。 注意事项 06 11 实验视频 08 拓展：伏安法 误差分析 （1）电压表内阻越大，电压表分流越小，系统误差越小。 （2）电压表内阻已知，可求流过电压表的电流，可消除系统误差。 1.误差来源：电压表分流。路端电压越大，电压表分流越多。U-I图像修正如图所示。 U I O 测量值 真实值 电流表外接法 A V S E, r · · · 2. E测<E真 r测<r真 适用 情况 ①内阻 r很小(干电池) ②滑动变阻器R阻值要小 （3）说明： 方法一：U-I图像修正法① 01 1.误差来源：电流表表分压。通过电源的电流越大，电流表分压越多。U-I图像修正如图。 2. A V S E, r · · · 电流表内接法 E测=E真 r测>r真 U I O 测量值 真实值 适用 情况 ①内阻 r很大(水果电池) ②滑动变阻器R阻值要大 （1）电流表内阻越小，电流表分压越小，系统误差越小 （2）电流表内阻已知，可求电流表两端电压，可消除系统误差。 （3）说明： 方法一：U-I图像修正法② 02 不考虑电表影响 考虑电表影响 r 测 =r+RA> r E测=E 解得 解得 A V S E, r · · · 方法二：计算法 03 r 测 < r E测 <E 把电源和电压表看成一个整体，这样测得的就是这个整体的路端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。这个整体的电动势相当于开路时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和电压表并联的阻值。即： 电流表外接法 A V S E, r · · · 方法三：等效电源法① 04 把电流表和电源等效为一新电源，如图虚线框所示，这个等效电源的内阻r测为r和RA的串联总电阻，也就是测量值，即 　　 E测 = E 等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压，也就是测量值，即 A V S E, r · · · 电流表内接法 方法三：等效电源法② 04 方案二：伏阻法 PART 02 采用一个电阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。 原理： V E r S R 实验原理 01 方法二:图象法 误差来源：电压表的分流。电压表内阻已知，可消除系统误差。 E测＜E真 r测＜r真 方法一:公式法 数据处理 02 方案三：安阻法 PART 03 采用一个电阻箱、一块