高三物理测定电源的电动势和内阻PPT格式课件下载.ppt

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，与纵、横坐标轴交点坐标的物理意义以及图象斜率的物理意义。

三、实验器材三、实验器材电池电池（被测电源被测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸。

、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸。

四、实验步骤四、实验步骤1.连接电路，如图连接电路，如图7-5-1所示。

电流表取所示。

电流表取0.6A量程，电压表取量程，电压表取3V量程，移动触头位量程，移动触头位置，使电键刚闭合时，连入电路中的有效阻置，使电键刚闭合时，连入电路中的有效阻值最大。

值最大。

2.测几组测几组（I,U）值。

闭合电键，移动变阻值。

闭合电键，移动变阻器触头位置，使电流表有明显示数，记下一器触头位置，使电流表有明显示数，记下一组组（I,U）值；

断开电键，用同样方法，多次移值；

断开电键，用同样方法，多次移动变阻器触头位置，记录多组动变阻器触头位置，记录多组（I,U）值，然后值，然后断开电键。

断开电键。

3.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，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，使所描绘的图线分布绝大部分坐标纸，必要时纵坐标可以不从零开始计数。

使所描绘的图线分布绝大部分坐标纸，必要时纵坐标可以不从零开始计数。

4.根据描出的坐标点作出根据描出的坐标点作出U-I图象。

应使图象尽量多地通过描出的点，不图象。

应使图象尽量多地通过描出的点，不在图象上的点要尽量对称地分布于图线两侧。

对于个别离图线较远的点，误在图象上的点要尽量对称地分布于图线两侧。

对于个别离图线较远的点，误差很大，应坚决舍弃。

差很大，应坚决舍弃。

5.测算电动势和内电阻。

准确读出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，并图线与纵轴和横轴的交点坐标，并代入代入U=E-Ir中，算出中，算出E和和r的值。

的值。

图图7-5-1五、注意事项五、注意事项1.应使用内阻大些应使用内阻大些（用过一段时间用过一段时间）的干电池；

在实验中不要将的干电池；

在实验中不要将I调调得过大；

每次读完得过大；

每次读完U和和I的数据后，应立即断开电源，以免干电池在的数据后，应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时，发生严重的极化现象，使得大电流放电时，发生严重的极化现象，使得E和和r明显变化。

明显变化。

2.画画U-I图象时，为画图准确应尽量利用坐标纸，将图象画得较图象时，为画图准确应尽量利用坐标纸，将图象画得较大，以提高精确度，并且纵轴坐标可以不从零开始，用截距求大，以提高精确度，并且纵轴坐标可以不从零开始，用截距求E，用，用斜率斜率r=|求内阻大小。

求内阻大小。

六、误差分析六、误差分析1.由于接线不紧，易造成接触电阻，使内阻测量值偏大。

由于接线不紧，易造成接触电阻，使内阻测量值偏大。

2.每次读完电表示数后，没有立即断电，而是长时间闭合开关每次读完电表示数后，没有立即断电，而是长时间闭合开关S，甚至在改变滑动变阻器阻值的全过程中始终放电，造成电池电动，甚至在改变滑动变阻器阻值的全过程中始终放电，造成电池电动势势E下降，内阻下降，内阻r增大。

增大。

3.测量电路存在系统误差，测量电路存在系统误差，I真真I测测+IV中未考虑电压表的分流作中未考虑电压表的分流作用。

用。

4.用图象法求用图象法求E和和r时，由于作图不准造成的偶然误差。

时，由于作图不准造成的偶然误差。

【例例1】2009年高考安徽理综卷年高考安徽理综卷用图用图7-5-2所示的电路，测定一节干电池的电动势所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。

电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一和内阻。

电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻个定值电阻R0起保护作用。

除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

起保护作用。

（a）电流表电流表（量程量程0.6A、3A）；

（b）电压表电压表（量程量程3V、15V）；

（c）定值电阻定值电阻（阻值阻值1、额定功率、额定功率5W）；

（d）定值电阻定值电阻（阻值阻值10，额定功率，额定功率10W）；

（e）滑动变阻器滑动变阻器（阻值范围阻值范围010、额定电流、额定电流2A）（f）滑动变阻器滑动变阻器（阻值范围阻值范围0100、额定电流、额定电流1A）那么那么

（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的量程应选择，电流表的量程应选择_A；

R0应选择应选择_的定值电的定值电阻，阻，R应选应选择阻值范围是择阻值范围是_的滑动变阻器。

的滑动变阻器。

（2）引起该实验系统误差的主要原因是引起该实验系统误差的主要原因是_。

【解析解析】由于电源是一节干电池由于电源是一节干电池（1.5V），所以选量程为，所以选量程为3V的电压表；

估算电流时，考虑的电压表；

估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为左右，所以选量程为0.6A的的电流表；

由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围电流表；

由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；

滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取小，造成的误差大；

滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取010能很好能很好地控制电路中的电流和电压，若取地控制电路中的电流和电压，若取0100会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。

会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。

关于系统误差一般是由测量工具和所用测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或关于系统误差一般是由测量工具和所用测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。

本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成者偏小。

本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测测E真真，r测测r真真。

热点一热点一实验器材的选择实验器材的选择图图7-5-230.61010电压表的分流电压表的分流测量电源测量电源B的电动势的电动势E及内阻及内阻r（E约为约为4.5V，r约为约为1.5）。

器材：

量程器材：

量程3V的理想电压表的理想电压表，量程，量程0.5A的电流表的电流表（具有一定内阻具有一定内阻），固定电阻，固定电阻R=4，滑动变阻器，滑动变阻器R，开关，开关S，导线若干。

，导线若干。

（1）画出实验电路原理图。

图中各元件需用题目中给出的符号或字母画出实验电路原理图。

图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。

标出。

（2）实验中，当电流表读数为实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为时，电压表读数为U1；

当电流表读数为；

当电流表读数为I2时，电压表读数为时，电压表读数为U2。

则可以求出。

则可以求出E_，r=_。

（用用I1、I2、U1、U2及及R表示表示）1【例例2】“用电流表和电压表测定电源的电动势用电流表和电压表测定电源的电动势E和内阻和内阻r”，所用的电路如图，所用的电路如图7-5-3所示，一位同学测得的所示，一位同学测得的6组数据如下表中所示。

组数据如下表中所示。

（1）试根据这些数据，在图试根据这些数据，在图7-5-4中作出中作出U-I图线；

图线；

（2）根据图线得出电源的电动势根据图线得出电源的电动势E=_V，内，内阻阻r=_；

（3）若不作出图线，只选用其中两组若不作出图线，只选用其中两组U和和I的数据，的数据，可利用公式可利用公式E=U1+I1r和和E=U2+I2r算出算出E和和r，这，这样做可能得出误差很大的结果。

选用第样做可能得出误差很大的结果。

选用第_组组和第和第_组的数据，求得组的数据，求得E和和r误差最大。

误差最大。

热点二热点二实验数据的处理实验数据的处理图图7-5-3图图7-5-4组别组别I/AU/V10.121.3720.201.3230.311.2440.321.1850.501.1060.571.051.450.7034【解析解析】

（1）图线如图图线如图7-5-5所示所示E1.45V，r=0.70（3）第组和第组数据。

第组和第组数据。

作图线时，应把个别不合理的数据排除，由直线与纵作图线时，应把个别不合理的数据排除，由直线与纵轴的交点可读出电动势轴的交点可读出电动势E=1.45V，再读出直线与横轴的交，再读出直线与横轴的交点的坐标点的坐标（U,I），连同得出的，连同得出的E值代入值代入E=U+Ir中，中，得得r=（E-U）/I=（1.45-1.10）/0.50=0.70。

选用第选用第3组和第组和第4组数据，求得的组数据，求得的E和和r误差最大。

不需要利用所给的不需要利用所给的6组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点。

选用这两组组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点。

选用这两组数据求数据求E和和r，相当于过图中，相当于过图中3和和4两点作一直线，利用此直线求出两点作一直线，利用此直线求出E和和r，而此直线与，而此直线与所画的直线偏离最大，实际上第所画的直线偏离最大，实际上第4组数据不合理，已经排除。

组数据不合理，已经排除。

【名师支招名师支招】用图象法处理数据是该实验的一个重点，在高考中经常出现。

需用图象法处理数据是该实验的一个重点，在高考中经常出现。

需要注意两点：

要注意两点：

（1）作图时，应使尽量多的点分布在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线作图时，应使尽量多的点分布在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，个别离直线较远的点可忽略。

两侧，个别离直线较远的点可忽略。

（2）如果如果U-I图象坐标原点是图象坐标原点是U轴、轴、I轴的零点，那么图线与轴的零点，那么图线与U轴交点表示电动势轴交点表示电动势E，与，与I轴交点坐标表示电源短路电流，内阻轴交点坐标表示电源短路电流，内阻r=E/I短短；

当然，电源内阻也可以用；

当然，电源内阻也可以用r=U/I求得。

因此，要特别注意看纵坐标的起点是不是零。

求得。

图图7-5-52甲同学设计了如图甲同学设计了如图7-5-6所示的电路测电源电动势所示的电路测电源电动势E及电阻及电阻R1和和R2的阻的阻值。

实验器材有：

待测电源值。

待测电源E（不计内阻不计内阻），待测电阻，待测电阻R1，待测电阻，待测电阻R2，电压表电压表（量程为量程为1.5V,内阻很大内阻很大），电阻箱，电阻箱R（099.99），单刀单掷，单刀单掷开关开关S1，单刀双掷开关，单刀双掷开关S2，导线若干。

（1）先测电阻先测电阻R1的阻值。

请将甲同学的操作补充完整：

闭合的阻值。

闭合S1，将，将S2切切换到换到a，调节电阻箱，读出其示数，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示