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《学生实验：测量电源的电动势和内阻》课件1

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测定电源的电动势和内阻精品PPT课件

测定电源的电动势和内阻精品PPT课件

等效电源法(续)：
R
+
V V
-
EE测测 rr测测
乙
R
+
V
E测 = E等 =E真 r测 = r真+RA > r真
选择方法：差异大的接得近
-
A 乙
05年扬州质量检测二12、 已知太阳能电池组的电动势约 为8V，短路电流约为4mA，为了精确测出它的电动势
和内阻，除导线和开关外，可供选择的仪器有：
A. 电流表, 量程5mA，内阻约10Ω
该电路适用于滑动变阻器阻值很大 (电源内阻很大)的情况.
UUV路
若将电流表的内阻并入电池中，则U路和 I的测量值就都准确了,E的测量值就准确了,
I
I
测出的内阻是电源内阻r和电流表的内阻之和。
U路= E- I (RA +r) = E- I r '
3、等效电源法：
R
+
A
-
V
E测 r测
甲
R
+
A
-
V
甲
E测 = E等 < E真 r测 = r真与RV并联< r真
从而计算出：
r U2 U1 I1 I2
E I1U2 I2U1 I1 I2
注意事项
(1)电池的选择: 为使实验中U随I的变化明显，应选用内阻较大的
电池，可以用旧些的干电池，但过旧的电池虽然内 阻大，但电动势不稳定，也不宜使用.
(2)防止电池极化: 电路中的电流较大时电池极化现象比较严重，会
源Ⅰ的内电阻 小于电源Ⅱ的内电阻（填“大于、小于或
等于”）。 (3)图中两直线 Ⅰ、Ⅱ的交点表示 两个电路中 相等
A V
解： (1)电路图如图示：

2018年学习测量电源的电动势和内阻课件PPT1

2018年学习测量电源的电动势和内阻课件PPT1

图 T2－4
图 T2－5
【注意事项】
(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选 用已使用过一段时间的 1 号干电池或水果电池)．
(2)由于干电池在大电流放电时极化现象严重，电动势会明
显下降，内阻 r 会明显增大，故实验中不能将电流调得过大(长
时间放电不宜超过 0.3 A，短时间放电不宜超过 0.5 A)，且读数
【实验器材】
待测电池、电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)、滑动变阻 器、开关、导线若干． 【实验步骤】 (1)确定电流表、电压表的量程，按电路图把器材连接好． (2)将滑动变阻器的滑片移到一端，使接入电路部分的电阻
值最大．
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显读数，记 录一组电流表和电压表的读数．
解析：实验中，由于电流表具有一定的未知阻值的电阻，
所以应将电流表内接．电路中最大电流即电流表 A 的量程为 0.5 A，电源内电压最大值约为 0.5×1.5 V＝0.75 V，路端电压最 小值为(4.5 V－0.75 V)＝3.75 V，而电压表量程为 3 V，因此需将 电阻 R 置于测量电路外，这样并联电路 的最小电压 U ＝4.5 V －0.5×(1.5＋4)V ＝1.75 V，小于电压表的量程．所以实
实验的偶然误差，应该利用 U、I 值多求几组 E 和 r 的值，然后 算出它们的平均值．
(2)图象法． 对于 E、r 一定的电源，路端电压 U 与通过干路的电流 I 的 U－I 图象应该是一条直线， 这条直线与纵轴 U 的交点表示电源 的电动势 E，与横轴 I 的交点表示短路电流，图线的斜率的绝 对值表示电源的内阻 r.在读图时应注意图象的纵坐标是否从零 E 开始，若从零开始，如图 T2－3 甲所示，则 r＝I ，I0 是短路电 0 流；若不是从零开始，如图乙所 E－U0 示，则 r＝ I ，I0 不是短路电

《实验：测定电源电动势和内阻》课件

《实验：测定电源电动势和内阻》课件

记录实验数据前，确 保电路稳定，电压表、 电流表读数稳定
检查电路连接无误后， 打开电源，调节滑动 变阻器使电路达到预 定状态
数据记录和处理
01
02
03
04
记录实验过程中电压表、 电流表的读数，并计算 出相应的电阻值
根据实验数据绘制电压 与电流的关系图，并求 出直线阻，并与理 论值进行比较
为了减小误差，可以采用多次测量求平均值的方法，同时选择精度高的仪器和 稳定的实验环境。
03
实验步骤
实验器材准备
电源：可调 直流电源
电压表：03V或0-15V
滑动变阻器
开关、导线 若干
电流表：00.6A或03A
电阻箱（可 选）
电路连接和调试
将电源、电压表、电 流表、滑动变阻器按 照电路图正确连接
学会使用电压表和电流表进行测量
学习正确使用电压表和电流表 进行测量的方法，包括量程选 择、接入电路的方式、读数技 巧等。
掌握实验中如何调整电路参数， 如滑动变阻器的阻值，以保证 实验的安全和准确性。
学习如何处理实验中的异常情 况，如电路故障、仪器误差等。
理解误差分析和数据处理的方法
了解误差的来源和分类，如系统 误差、随机误差、粗大误差等。
内阻的定义和测量方法
内阻的定义
内阻是电源内部电阻，包括导线和元 件的电阻、电解质的电阻等。内阻的 存在会影响电源的输出电压和电流。
内阻的测量方法
通过测量电源的端电压和电流，利用 欧姆定律计算内阻。
误差来源和减小误差的方法
误差来源
测量过程中可能存在多种误差来源，如读数误差、仪器误差、环境误差等。
减小误差的方法
《实验测定电源电动 势和内阻》课件

【课件】测量电源的电动势和内阻(课件)

【课件】测量电源的电动势和内阻(课件)
【实验结论】由U-I图像可知：
一节干电池的电动势E=_______；
内阻r=_________。
PART 04
误差分析及讨论
问题讨论及误差分析
误差分析：本实验中产生的误差的主要因素有哪些？
本实验的系统误差来自于电流表的内、外接。
如图甲为电流表内接法，电压测量值正确，电流测量值偏小（来源于电
压表的分流作用），测量结果：E测<E真，r测<r真
《高中物理实验专辑》
测量电源的
电动势和内阻
目录
目录
CONTENTS
01
02
03
04
05
实验目的及原理
实验仪器及步骤
数据分析及处理
误差分析及讨论
实验的典型例题
PART 01
实验目的及原理
实验目的
➢知道测量电源电动势和内阻的实验原理,进一步感受电源
路端电压随电流变化的关系.
➢用伏安法测电动势和内阻时，会选择电压表、电流表的量
实验仪器
干电池1节、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1个、开关1个、
导线若干。
实验步骤
1.检查电表的指针是否指在“0”刻度线，若不是应进行机械调零。
2.确定电流表、电压表的量程，电流表采用内接法，滑动变阻器
采用限流式接法。
3.按照如图电路图连接实物元器件，检查线
路，滑动变阻器滑片置于接入电阻最大端
池进行实验，长时间放电电流不要超过0.3A，短时间放电电流不
宜超过0.5A)。电流表读数要快，每次读完后立即断开开关。
2.将滑动变阻器接入电路，在闭合开关之前，应将滑片置于使接
入电路的变阻器电阻最大的位置。
3.在移动滑片改变外电路的电阻时，要注意电流表示数的变化，

实验：测电源的电动势和内阻 PPT课件

实验：测电源的电动势和内阻 PPT课件

A V
E= U1- I 1r E= U2- I 2r
实验电路及其实物连线图
A
v
返回
其他方法一：电阻箱和电流表测定法
R1 A
A
R2
E=I 1(R1+r) E=I2 (R2+r)
其他方法二：电阻箱和电流表测定法
R1
R2
V
V
E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2
例1. 一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据 在下图中画出U—I图线，并根据图线读出电池的电动
势的测量值
等真于实值，内阻的测
量值
偏真大实值，产生误差的原因
是
电流表有内阻
。
R2 A
Er
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 （ C D ） 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
实践出真知！
用电流表和电压表测E、r
根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的 示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以 本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统 误差， 滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻 应该大一些。
为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,然后利用UI 图象处理实验数据.将点描好后,用直尺画一条直线,使尽可能多的 点落在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致相等.这条直线代表 的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小.
势E= 1.48 ，电池的内阻 r Nhomakorabea 0.75 Ω .

1上课《实验：测定电池的电动势和内阻》课件[1]

1上课《实验：测定电池的电动势和内阻》课件[1]
3、防止电池极化。电流过大，会导致电动势 明显下降，内电阻变大，所以防止电源短路。 4.选择比较 旧的干电池，内阻一般在2~5 Ω之 间.
误差分析：
1.安培表内接在并联电路之内的电路:
A
解：作 U=E-Ir 图线如图：U为
V
路端电压，I为总电流
I实= IA + IV 造成误差的是 V表 分电流 EUE测真 U
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；
A
v
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；
4.在测定电池的电动势和内阻的实验中，待
测电池、开关和导线配合下列仪器，不能达到实
验目的的是（D
）
A.一只电流表和一个电阻箱
2.某同学想测量一下这个电池的电动势E和 内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、
一个电阻箱（最大阻值为999.9 Ω，可当标准电
阻用）、一只电流表（量程Ig=0.6 A，内阻 rg=0.1 Ω）若干导线.
（1）请根据测定电动势E和内电阻r的要求，
设计图51-11甲中器件的连接方式，画线把它们 连接起来.
E I1U2 I2U1 I1 I2
r U2 U1 I1 I2
2.图象法.在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐 标，用测得的几组I、U值作出U-I图象，如图 所示.所得直线跟纵轴的交点即为电动势E的值， 图线斜率的绝对值即为内阻r的值.
三、实验器材 被测电源（干电池）、电流表、电压表、滑动 变阻器、开关和导线若干. 四、实验步骤 1.电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按 图51-5连接好电路. 2.把滑动变阻器的滑片滑到一端使连入电路的 阻值最大，闭合开关S，调节滑动变阻器，使电表

测量电源的电动势和内阻课件

测量电源的电动势和内阻课件
拓展1
除了测量电源的电动势和内阻， 还可以通过改变负载电阻或开关 的通断状态，进一步探究电源的
外特性曲线。
拓展2
可以将实验拓展到非线性电源的研 究中，通过改变输入电压或频率， 观察电源输出特性的变化。
拓展3
可以利用实验数据进行分析，例如 计算电源的效率、内阻对电源性能 的影响等。
THANKS
感谢您的观看
通过测量电源的电动势和内阻， 可以了解电源的基本性质和特征。
在实验中，我们采用了伏安法来 测量电源的电动势和内阻，这种 方法简单易行，结果也比较准确。
实验讨论
实验中存在的误差来源
由于电池内阻不是无穷大，因此测量过程中会存在一定的误差。此外，由于电流表和电压 表的内阻不完全为零，也会对实验结果产生一定的影响。为了减小误差，我们采用了高精 度的电压表和电流表，并对实验结果进行了多次测量求平均值。
03
数据记录与处理
数据记录
01
02
03
实验操作步骤
记录实验操作步骤，包括 连接电路、设置仪器参数、 进行实验等。
实验数据
记录实验过程中获得的数 据，包括电流表、电压表 的读数，电阻箱的数值等。
异常情况
记录实验过程中出现的异 常情况，如电路故障、仪 器故障等。
数据处理
数据整理
将实验数据整理成表格，列出 电流、电压、电阻等数据。
实验方法的改进
在实验中，我们采用了伏安法来测量电源的电动势和内阻。虽然这种方法比较简单易行， 但对于一些内阻较大的电源来说，误差会比较大。为了减小误差，我们可以采用更精确的 测量方法，例如电桥法等。
实验操作注意事项
在实验过程中，需要注意电流表和电压表的正确连接和读数方法。此外，在操作过程中要 避免短路或断路等情况的发生，以免对电源造成损坏。
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自主学习
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
解析
因电源电动势E＝1.5 V<3 V，故电压表选B，因为A
电压表量程过大，误差较大．变阻器选A，因为A变阻器可满足
电路设计要求，且调节方便，便于读数． 答案 (1)B A电压表量程过大误差较大
(2)A B变阻器额定电流过小且调节不方便
自主学习
分类例析
课堂对点演练
ΔU 来计算电池的内阻 r. ΔI
图2－5－3
自主学习 分类例析 课堂对点演练 活页规范训练
5．注意事项
(1) 为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些
(选用已使用过一段时间的干电池或是用水果电池)． (2)由于干电池在大电流放电时老化现象严重，电动势会明 显下降，内阻r会明显增大，故实验中不能将电流调得过大(长时 间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过 0.5 A)，且读数要 快，读完后立即切断电源；水果电池的内阻变化也比较明显， 测量前应做好充分准备，测量尽量迅速，在内阻发生较大变化
5 学生实验：测量电源的电动势和内阻
自主学习
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
1 ．掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通
过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣．
2．学会利用图线处理数据的方法.
自主学习
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
1．实验原理 实验电路如图 2－ 5－ 1所示． 根据闭合电路欧姆定律： E＝ U＋ Ir，改变外电路电阻 R，用 电流表和电压表测出两组总电流 I1、 I2和路端电压 U1、 U2，即可 得到两个欧姆定律方程： E＝ U1＋I1r 和 E＝ U2＋I2r ，解此方 程组可得电源的电动势为 E＝ U2－ U1 . I1－ I2
图 2－ 5－ 2
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②纵轴的截距等于电源的电动势E，横轴的截距等于外电路 E 短路时的电流I0 ＝ . r E ΔU ③直线斜率的绝对值等于电源的内阻值，即r＝ ＝ ，θ I0 ΔI 越大，表明电源的内阻越大．
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课堂对点演练
活页规范训练
借题发挥
(1)选取电压表、电流表时不要认为量程越大越
好，应使指针偏转大一些，以减小读数时的相对误差．
(2)滑动变阻器的选取以调节方便为原则，既需考虑最大阻 值，又要看额定电流是否符合要求．
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分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
【变式1】 如图 2－ 5－ 4是根据某次实验记录数据画出的 U－I图像，下 列关于这个图像的说法中正确的是 ( )．
A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即 E＝ 3 V B．横轴截距表示短路电流，即 I短＝0.6 A C．根据 r＝ E/I短，计算出待测电源内阻为 5 Ω
ΔU D．根据 r＝ ，计算出待测电源内阻为 1 Ω ΔI
图 2－课堂对点演练
活页规范训练
解析
由公式 U ＝ E － Ir ，当 I ＝ 0 时， U ＝ E ，故 A 项正
路．
(2)把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端． (3)闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一 组数据 (I ， U) ，用同样方法测量几组 I 、 U 值，记录在自己设计 的表格中． (4)打开电键，整理好器材．
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4．数据处理 (1)平均值法：利用U、 I的值多求几组E、r的值，算出它们 的平均值． E1＋ E2＋E3＋„＋ En r1＋r2＋ r3＋„＋rn E＝ ，r＝ . n n (2)图像法： ①由 U＝ E－ Ir可知，U－ I图像是一条斜向下的直线，如图 2 － 5－ 2甲所示．
活页规范训练
④在坐标纸上建立U－I坐标系，依据测量数据在坐标系中
画出相应的点，再根据这些点画出直线，如图 2 － 5 － 2 乙所
示．画线时应让尽量多的点在直线上，不在直线上的点也要大 致相等地分布在直线两侧，个别偏离这条直线过远的点应舍 去，不予考虑．
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分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
⑤当干电池内阻较小时，路端电压 U的变化较小，坐标图中 数据点所描直线会呈现如图 2－ 5－ 3甲所示的情况，下部大面积 空间得不到利用，作图时也易造成较大误差．为此，可使坐标不 从零开始如图2－ 5－ 3乙所示，并把坐标的标度取得小一些，可 使结果的误差减小些．要注意的是：此时图像与横轴的交点不表 示短路电流，计算内阻时，要在直线上取两个较远的点，用 r＝
图2－5－1
自主学习 分类例析 课堂对点演练 活页规范训练
I1U2－ I2U1 I1－ I2
，电源的内阻为r＝
特别提醒
本实验是用电压表和电流表同时测电压和电流，
所以称为“伏安法”，但这里的被测对象是电源．
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分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
2．实验器材
电池 ( 干电池或水果电池 ) 、电流表、电压表、滑动变阻 器、开关、导线等． 3．实验步骤 (1)电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图连接好电
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分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
【典例1】 在测定一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为 2 Ω) 的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供
选：
A电压表量程为15 V；B电压表量程为3 V； A变阻器为(20 Ω，3 A)；B变阻器为(500 Ω，0.2 A)． (1)电压表应该选____(填“A”或“B”)，这是因为______． (2)变阻器应该选_____(填“A”或“B”)，这是因为_____．
之前结束测量．
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分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
(3)在实验中，U取值不能太小，一般不得小于1 V，测得的
U 、 I 值不少于 5 组，且变化范围要大一些，解方程组求解 E 、 r
值，取1、4组，2、5组，3、6组求解后，求平均值． (4)两表应选择合适的量程，使测量时偏转角大些，以减小 读数时的误差.
确．由于纵轴刻度不是从0开始，故B、C项错，D项对．
答案 AD
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分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
【典例2】 现有一阻值为10.0 Ω的定值电阻、一个开关、 若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度 值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案，(已知电压表

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