教科版高中物理必修第三册第二章电路及其应用7实验_测量电池的电动势和内阻课件.ppt

关键能力定点破定点1伏安法测电源电动势和内阻的误差分析及注意事项1.偶然误差引起偶然误差的原因:(1)电表读数视差或电表接线柱接触不良。(2)每次读完电表示数没有立即断电,而是长时间闭合开关,甚至改变变阻器阻值的全过程中

始终通电,造成电池电动势E减小,内阻r增大。(3)用图像法求E和r时作图不准确。2.系统误差根据E=U+Ir测E、r,其中U是路端电压,I是流过电源的总电流。由于电流表、电压表内阻的

影响,存在系统误差。(1)采用如图甲所示电路进行实验时,在理论上E=U+(IV+IA)r,其中电压表示数U是准确的电源两端电压。实验中忽略了通过电压表的电流IV,从而形成误差(如图乙中带箭头线段所示),而

且电压表示数越大,IV越大。?从图乙中看出:①当电压表示数为零时,IV=0,IA=I短,因此短路电流的测量值=真实值。②E测E真。③因为r测=?,所以r测r真。甲??乙(2)如果采用如图丙所示接法,在理论上有E=U+UA+IAr,其中电流表示数IA为准确的电流值,UA

不可知,实验中忽略了电流表两端的电压UA,从而造成误差(如图丁中带箭头线段UA),而且电

流表示数越大,UA越大,当电流表示数为零时,UA=0,电压表示数为准确值,等于E。?丙?????丁从图丁中看出:①E测=E真;②I短测I短真;③因为r=?,所以r测r真。3.注意事项(1)电池:为了使路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的1号干电池。(2)电压表的量程:因为实验用的是一节干电池,电压表量程在大于1.5V的前提下越小越好,因

此实验时电压表一般选用0~3V的量程。(3)电流表的量程:对于电池来讲允许通过的电流最大为0.5A,故电流表的量程选0~0.6A的。(4)滑动变阻器:干电池的内阻较小,为了获得变化明显的路端电压,滑动变阻器选择阻值较小

一点的。(5)电路的选择:若被测电源为干电池,由于电源内阻较小,与电流表内阻接近,故应选用图甲所

示电路;若被测电源为水果电池或其他内阻较大的电源,因其内阻较大,故选择图丙所示电路

测量更为准确。典例1用图示的电路测量一节蓄电池(电动势约为2V)的电动势和内阻。蓄电池的内阻非常

小,电路中用了一个保护电阻R0【1】。除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外,可供使用的实

验器材还有:?A.电流表(量程0~0.6A、0~3A)B.电压表(量程0~3V、0~15V)C.定值电阻(阻值1Ω)D.定值电阻(阻值10Ω)(1)电流表应选用的量程是????,电压表应选用的量程是????。(2)定值电阻R0应选用的阻值是????。(3)某同学按图示电路图进行实验。他调节滑动变阻器共测得5组电流、电压的数据,如表所

示。请作出蓄电池路端电压U随电流I变化的U-I图像【2】,根据图像得出蓄电池的电动势为????

????V(保留三位有效数字),内阻为????Ω(保留一位有效数字)。电流表读数I/A1.721.350.980.630.34电压表读数U/V1.881.921.931.981.990~0.6A0~3V1Ω2.03(2.01~2.04均可)0.09(0.08也对)?信息提取????【1】保护电阻R0的作用是防止滑动变阻器接入电路中的电阻过小时电流过大

而损坏器材。【2】路端电压U随电流I变化的U-I图像的纵轴截距表示电动势,斜率的绝对值表示内阻大

小。思路点拨????本实验考查伏安法测电源电动势和内阻。选取实验器材时,需要综合考虑,要从

“安全可行、测量精确、便于操作【3】”三个方面入手。用伏安法测电源电动势和内阻时,

由闭合电路欧姆定律E=U+Ir,变形后可得U=E-Ir。作出U-I图像,图像的纵轴截距表示电源电

动势,斜率的绝对值表示内阻。解析????(1)因蓄电池的电动势约为2V,故电压表量程选0~3V。若电流表量程选0~3A,为了减

小误差,电表指针应达到满偏的?及以上,电流需在1A以上,这样,电路总电阻应在R=?=?Ω=2Ω以下,变化范围太小,不利于滑动变阻器操作,所以电流表量程应选0~0.6A(由【3】得

到)。(2)若定值电阻R0选用的阻值为10Ω,则电路中电流最大约为I=?=?A=0.2A,电流值不到电流表小量程的?,不利于精确读数,故定值电阻选用的阻值为1Ω(由【3】得到)。(3)纵坐标不从0开始,可提高图线精度。描出5个点后,用一条直线来“拟合”坐标系中描出

的点。由图线与纵轴的交点可知E=2.