实验——测电源电动势和内阻-ppt课件

六、测电源电动势和内阻1、实验原理依据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir2.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺.3.实验操作(1)按实验原理图连接好电路.(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端.(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1).用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中.(4)断开开关，拆除电路，整理好器材.4、实验数据处理（1）.解方程组的方法当电流表示数为I1时，电压表示数为U1，当电流表示数为I2时，电压表示数为U2，求电源的电动势E和内阻r2112UUrII122112IUIUEIIU=E-Ir（2）.图像法UI01.01.50.50.51.0此图像的弊端和改进措施？UI1.01.01.50.50放大的思想！问题1：此实验外电压变化范围较小的原因是什么？如何改进？问题2：滑动变阻器的选择有什么要求？在安全的基础上，是电源内阻的几倍问题3：在电源上串联定值电阻，用U-I曲线求电源内阻要注意什么？sRAVE、rIUPR000.61.22.02.42.83.0U/VI/A......00.61.22.02.42.83.0U/VI/AUI测量值×××真实值SVRErA5、实验误差分析测真UU测真测VUIIIR误差的来源是电压表分流AVR误差的来源是电流表分压真测EE真测rr电压表电阻越大，误差越小SVRErArRUIEUV)(IrRrRErRRUVVVVUIOErRRVVrRUIrEUVIrEURRrVVrRrRkVV真测EE真测rr此电路适合测小内阻的电源SVRErA测真II测真测AUUUIR误差的来源是电流表分压电流表内阻越小，误差越小AVR误差的来源是电压表分流UI测量值×××真实值测真EE测真rrSVRErA）（ARrIEUUIOEARrk真测EE真测rr此电路适合测大内阻的电源问题：哪种情况选左边电路图？哪种情况选右边电路图？SVRErA除了用测量电流和路端电压的实验方案外，你还能设计出其他的方案吗？若只给你电流表和电阻箱，你将如何测量？若只给你电压表和电阻箱，你又将如何测量？试分别画出实验电路图.SVRErSRErA6.其他方法：SRErA（1）.I-R法：)(rRIEErREI11RObErbkkE1I1rIERRObkI1kErb-SVREr（2）.U-R法rRUUEERErU111OkErbkbE1U1R1系统误差一样SVRErSRErASVRErA真测EE真测rr测真EE测真rr（3）.误差分析：三维：P146——例1P147——2P149——5、6、7[例1](2015·天津高考)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)。(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将__________和________相连、________和________相连、________和________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图像法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标。2．(2016·四川高考)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2Ω)，保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。实验主要步骤：(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；(ⅲ)以U为纵坐标，I为横坐标，作U­I图线(U、I都用国际单位)；(ⅳ)求出U­I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用______。A．电压表(0～3V，内阻约15kΩ)B．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)C．电流表(0～200mA，内阻约2Ω)D．电流表(0～30mA，内阻约2Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式，E＝______，r＝________，代入数值可得E和r的测量值。5．(2018·温州模拟)在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A．电流传感器1B．电流传感器2C．定值电阻R0(3kΩ)D．滑动变阻器R(0～20Ω)E．开关和导线若干某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。(1)该同学利用测出的实验数据作出的I1­I2图线(I1为电流传感器1的示数，I2为电流传感器2的示数，且I1远小于I2)如图乙所示，则由图线可得被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(2)若将图线的纵轴改为________，则图线与纵轴交点的物理含义即为被测电池电动势的大小。6．(2018·开封模拟)某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为3V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。(1)先测电阻R1的阻值。请将该同学的操作补充完整：A．闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1。B．保持电阻箱示数不变，__________，读出电压表的示数U2。C．则电阻R1的表达式为R1＝__________。(2)该同学已经测得电阻R1＝3.2Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值，其做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U­1R图线，则电源电动势E＝________V，电阻R2＝________Ω。7．(2018·铁岭联考)随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路，提供的实验器材有：A．电动车电池一组，电动势约为12V，内阻未知B．直流电流表量程300mA，内阻很小C．电阻箱R，阻值范围为0～999.9ΩD．定值电阻R0，阻值为10ΩE．导线和开关(1)当他闭合开关时发现，无论怎样调节电阻箱，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：①断开电源开关S，②将多用表选择开关置于×1Ω挡，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为10Ω，③将多用表选择开关置于×10Ω挡，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图乙所示，则所测阻值为________Ω，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好。由以上操作可知，发生故障的元件是________。(2)在更换规格相同的元件后重新连接好电路。(3)改变电阻箱的阻值R，分别测出通过阻值为R0＝10Ω的定值电阻的电流I，下列三组关于R的取值方案中，比较合理的方案是________(选填方案编号1、2或3)。方案编号电阻箱的阻值R/Ω1300.0250.0200.0150.0100.02100.085.070.055.040.0340.030.025.020.015.0(4)根据实验数据描点，绘出的1I­R图像是一条直线。若直线的斜率为k，在1I坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________。(用k、b和R0表示)