测量电源的电动势和内阻

电学实验 测量电源的电动势和内阻 第十章 电路及应用2 核心素养 ：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任 学习目标 1.理解测量电源电动势和内阻的实验原理——闭合电路欧姆定律. 2.掌握安阻法/伏阻法测定电源的电动势和内阻的方法. 3.掌握实物图连接的技巧. 4.会用公式法、图像处理实验数据. 3 一、闭合电路欧姆定律 （1）正比 反比 （2）I＝E/R 二、路端电压与负载的关系 （1）U＝E－Ir. （2）减小 增大 （3） 增大 减小 （4）0，U＝E，电源电动势R＝0，I＝E/r. 三、物理量的测量 路端电压U 电流I 滑动变阻器 四、数据处理 E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r 可解得 预习检测（每空2分） A V S 甲 R A V S 乙 R 导学探究一电路选择及误差分析 相对电源电流表外接法 相对电源电流表内接法 I U o A V S 甲 R E=U+Ir I测 U真 I真 I短 r真 E真 E测 r测 a、图像法分析 误差来源于电压表的分流作用 A V S 乙 R E=U+Ir 图像法分析 I U o I真 U测 U真 r真 E真= E测 r测 误差来源于电流表的分压作用 电压表测得不是电源的路端电压，电压数据不真实； 电流表测得是干路电流，电流数据真实； 例1　(2020·山东卷·14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究.实验室提供的器材有： 干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)； 电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)； 滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)； 定值电阻R1(阻值2 Ω)； 定值电阻R2(阻值5 Ω)； 开关一个，导线若干. (1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是____.(单选，填正确答案标号) A.电压表分流 B.干电池内阻较小 C.滑动变阻器最大阻值较小 D.电流表内阻较小 B 针对这个问题如何改进？ (2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示. 序号 1 2 3 4 5 6 7 I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40 U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 请根据实验数据，回答以下问题： ①图丙中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像. 答案　见解析图(a) ②根据实验数据可知，所选的定值电阻为_R1____(填“R1”或“R2”). ③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图丁所示实物图连接成完整电路. (3)实验所得的电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较：E测_<__E真，r测_<__r真.(均填“<”“＝”或“>”) A R K 若只提供电流表和电阻箱,如何测量电源电动势和内阻? 实验过程： 改变电阻箱阻值，测出对应电流表读数，由 E = IR + Ir 列方程组计算结果即可。 导学探究二：安阻法 安阻法 数据处理—公式法： 2023/12/7 13 安阻法 数据处理—图像法： k=E b=-r 若横纵坐标互换？ k= b= 2023/12/7 14 安阻法 误差分析： E 测 = E 真； r = r 真 + RA偏大 2023/12/7 15 例2　某物理兴趣小组要测量一电池组的电动势和内阻，实验室提供下列仪器： A.电池组(电动势约为3 V，内阻约为10 Ω) B.电压表V(量程0～15.0 V，内阻约为3 000 Ω) C.电流表A(量程为0～2 mA，内阻RA＝12 Ω) D.定值电阻R0＝6 Ω E.电阻箱R1(0～999 Ω，0～1.0 A) F.滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，0～1.0 A) G.导线及开关 (1)同学们根据提供的器材，设计了如图甲所示的(a)、(b)两种测量电路，经讨论后认为(a)测量电路不合理，应选(b)测量电路.请说明(a)测量电路不合理的原因：_________________. (2)请在图乙中按照(b)电路图连接测量电路. 由于电流表量程较小，若直接测量干路中电流，则测量数据范围太小，测量误差较大，故(a)测量电路不合理/电压表量程太大 (3)连接好电路后进行实验，调节电阻箱R1，