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实验目的(1)掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法.(2)学会用U-I图线处理数据的方法.实验原理1、根据闭合电路欧姆定律E=U外+Ir,则路端电压U外=E-Ir.RVA甲RVA乙对待测部分而言:甲图是外接法(选甲图)乙图是内接法实验原理2、在电路中接入的负载电阻分别是R1、R2时,对应的在电路中产生的电流为I1、I2,路端电压为U1、U2,则代入,可获得一组方程:从而计算出:11UEIr22UEIr2112UUrII122112IUIUEII(2)测多组U、I值,作出U-I图象。E=纵轴截距r=——ΔUΔII/AEU/VI短注意:1、画直线时,使直线两侧的点子数目大致相等2、坐标轴的起点是否为零。实验仪器伏特表、安培表、滑动变阻器、电键、导线、被测电池实验步骤:1.选择好电流表、电压表量程,按图连接好电路.VA实验步骤:1.选择好电流表、电压表量程,按图连接好电路.VA2.把滑动变阻器的滑动片滑到一端,使接入电路的电阻值最大。3.闭合开关,调节变阻器,使电表有明显示数,记录一组数据(I,U),用同样的方法测量几组I、U值。实验步骤:1.选择好电流表、电压表量程,按图连接好电路.VA2.把滑动变阻器的滑动片滑到一端,使接入电路的电阻值最大。每次读完U、I数立即断电!当然,电路中的电流也不能太大!实验步骤(4)整理好器材,利用公式或U-I图象处理记录的数据,求出电源的E和r.AVKE,r五、数据处理方法一: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.rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE3.测算电动势和内电阻,准确读出U-I图线与纵轴和横轴的交点坐标,即读出E和I短,进一步算出内阻r=EI短=ΔUΔI,如图所示.1、建立坐标系、描点.纵轴表示电压,横轴表示电流,取合适的标度,使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上,必要时纵坐标可以不从零开始取值2.根据描出的坐标点作出U-I图像,并延长与两坐标轴相交.方法二:图象法1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻应选得大些(选用已使用过一段时间的干电池).2.在实验中不要将I调得过大,每次读完U和I的数据后应立即断开电源,以免干电池在大电流放电时极化现象严重,使得E和r明显变化.六、注意事项3.在画U-I图线时,要使尽可能多的点落在这条直线上.不在直线上的点应对称分布在直线两侧,不要顾及个别离开直线较远的点,以减小偶然误差.00.10.20.30.40.5I/AU/V●●●●●●实验中误差较大的点,舍去不用4.干电池内阻较小时,U的变化较小.此时,坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况,使下部大面积空间得不到利用.为此,可使纵坐标不从零开始,如图乙所示,把坐标的比例放大,可使结果的误差减小.此时图线与横轴交点不表示短路电流.另外,计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用r=|ΔUΔI|计算出电池的内阻r.七、误差分析:1、解析法:甲图RVA甲V21122112)(RUUIIUIUIE真解得:V211221)(RUUIIUUr真可见:E测E真r测r真122112IIUIUIE1221IIUUr测量值:甲图求真实值用的方程:真真rRUIUE)(V111真真rRUIUE)(V222解析法:乙图乙图求真实值用的方程:)(A11RrIUE真真)(A22RrIUE真真)(122112IIUIUIE真解得:A1221RIIUUr真可见:E测=E真r测r真122112IIUIUIE1221IIUUr测量值:RVA乙2、图象法:RVA甲RVA乙I/AE真U/VI短E测UII测I/AE真U/VI短3、等效电源法:RVA甲+-E测=E等E真r测=r真与RV并联r真RVA甲+-E测r测等效电源法(续):RVA乙+-选择方法:差异大的接得近VE测r测RV乙+-E测r测E测=E等=E真r测=r真+RAr真若电阻R已知,可采用如下电路图,将电源内阻r与电阻R之和r+R做为测定对像,即r测=r+R,则r的真实值r=r测-R.为减小由于电源内阻较小,使路端电压变化不明显带来的误差,可采用以下方法改进:八、改进方法1、电阻箱和电流表测定法(I—R法)AAR1R2E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)另类E、r测法(2):数据处理(1):原理图AB、作图象RI---1(3):误差用此方法测得E无误差,r偏大VR2VR12:电阻箱和电压表测定法(U---R)法(1):原理图(2):数据处理E=U1+U1r/R1E=U2+U2r/R2ABR1--1U作图象(3):误差用此方法测得E、r均偏小例1.如图是测量电源内电阻的电路,下列关于误差的说法,正确的是()A.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值小于真实值;B.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值大于真实值;C.由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值小于真实值;D.由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值大于真实值;vA解:E=U+Ir,I=(IA+U/RV),由于电压表的分流作用,对于每个电压值U1,测得的电流IA小于总电流I1,U越大,IA跟I1相差越大,画出的图线应为实线所示:UIU1IAI1所以内电阻的测量值小于真实值。CErAR1R2例2.如图示的电路中,R1、R2为标准电阻,测定电源的电动势和内阻时,如果偶然误差可以忽略不计,则电动势的测量值真实值,内阻的测量值真实值,产生误差的原因是。等于大于电流表有内阻例3.在测定电源的电动势和内阻的实验中,待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器,可以达到测定目的()A.一只电流表和一个滑动变阻器B.一只电流表和一只电压表C.一只电流表和一个电阻箱D.一只电压表和一个电阻箱BCD例5.利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键,测量一个电池组的电动势和内电阻。画出实验电路图,并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000
本文标题:测定电源的电动势和内阻PPT课件
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