高中物理课件：12-3 实验：测定电池的电动势和内阻.ppt

3. 实验：电池电动势和内阻的测量 电动势和内阻都是电池的重要参数。根据闭合电路的欧姆定律，有多种方法可以测定电池的电动势和内阻。请你思考并提出一两种实验设计方案。 会测量电源的电动势和内阻。 1.了解测定电源的电动势和内阻的实验原理。（物理观念）2.学会用图象进行数据处理的方法。（科学思维）3.会分析本实验的测量误差，了解减小误差的方法。（科学探究） 体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养， 让我们一起 吧！ 进 走 课 堂 1. U-I法：E=U+Ir 【探究：实验原理】 情景1：给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一个电流表、一个电压表、一个开关和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻? E=U2+I2r E=U1+I1r A V S R 方法一：伏安法测电动势和内阻 情景2：给你一节使用过的干电池、一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻? 2.I-R法：E=IR+Ir 方法二：用电流表、电阻箱测电动势E和内电阻r 3. U-R法： V R S 情景3：给你一节使用过的干电池、一个电压表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻? 方法三：用电压表、电阻箱测电动势E和内电阻r 一、伏安法测电源电动势和内阻的器材选择： 电流表：0～0.6A 电压表：0～3V 滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10～20Ω 被测干电池：内阻较大 开关和导线 A V S R 1.恰当选择实验器材,连接好实物图 二、实验方法和步骤 2.把变阻器的滑片移到电阻值最大的一端。 3.闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录六组U、I值。 4.断开开关，整理好器材。 方法一：公式法 改变R的值，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。 三、数据处理 E I短 方法二:图象法 E I r = 短 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 U 轴截距等于电动势 E 【实验注意事项】 (1)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。如果使用干电池，则选择内阻大些的、已使用过的电池。 (2)不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电。 (3)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),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。 四?误差分析 1.偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图象时描点不是很准确。 2.系统误差:系统误差来源于未计电压表分流,近似地将电流表的示数看作干路电流。实际上电流表的示数比干路电流略小。 怎样理解？ 系统误差分析：如果由实验得到的数据作出甲图中实线(a)所示的图象，那么考虑到电压表的分流后,得到的U-I图象应是图中的虚线(b),由此可见,按乙图所示的实验电路测出的电源电动势E测<E真,电源内电阻r测< r真。 甲 乙 说明:①外电路短路时,电流表的示数(即干路电流的测量值)I测等于干路电流的真实值,所以图中(a)(b)两图线交于短路电流处。②当路端电压(即电压表示数)为U1时,由于电流表示数I1测小于干路电流I1真,所以(a)(b)两图线出现了甲图所示的差异。 例1.某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如图所示。由I1-I2图象得到电池的电动势E= V,内阻r= Ω。 答案：1.41(1.36～1.44均可) 0.5(0.4～0.6均可) 电池电动势和内阻的测量 一、实验原理 二、实验器材 三、实验电路 四、实验步骤 五、数据记录和处理 六、误差分析 七、实验方法拓展 1.用伏安法测定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．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 C．根据实验记录的数据作U-I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 D.出于安全的考虑，在选择电表时，量程越大越好 D 2.(多选)在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合