电池的电动势和内阻课件.ppt

1、复习回顾：复习回顾：2、电源电动势与内、外电压关系电源电动势与内、外电压关系1、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律rREIEUUUIr外内EI短短（2）图象在横轴上的截距为短路电流）图象在横轴上的截距为短路电流I短短（U=0）（3）图象斜率的绝对值为电源内阻）图象斜率的绝对值为电源内阻（I I=0=0）I/AU/V0 0（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势）图象在纵轴上的截距为电源的电动势ErUIEr短由由U=E-Ir 可知，可知，U U 是是I I 的一次函数。的一次函数。1、给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线器

2、、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线若干若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。如何测量这节电池的电动势和内阻。1122EUI rEUI rAVSR原理：原理：E=U+IrE=U+Ir思考思考 2、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干一块电流表、一个电键和导线若干,如何测量这如何测量这节电池的电动势和内阻。节电池的电动势和内阻。E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)ARK原理：原理：E=IE=I（R+r)R+r)3、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干一块电压

3、表、一个电键和导线若干,如何测量这节如何测量这节电池的电动势和内阻。电池的电动势和内阻。VRKrRUUE222rRUUE111原理：原理：E=U+E=U+URrV VR2V VR1A AA AR1R2一、实验原理一、实验原理1、U-I法法：E=U+IrrIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE2、I-R法法：E=IR+Ir3、U-R法法：rRUU+E=1、电路选择、电路选择及误差分析及误差分析AVS甲RAVS乙RvvREEErR测vvR rrrRr测EE测Arr Rr 测一般采用一般采用甲图甲图电路误差较小电路误差较小甲图：甲图：误差来源于电压表的分流作用误差来源于电

4、压表的分流作用乙图：乙图：误差来源于电流表的分压作用误差来源于电流表的分压作用二、二、U-I法法电路和器材的选择电路和器材的选择适宜测适宜测小小内阻电源内阻电源适宜测适宜测大大内阻电源内阻电源2、器材选择：、器材选择：安培表：安培表：00.6A伏特表：伏特表：03V滑动变阻器：滑动变阻器：阻值较小的阻值较小的,最大阻值最大阻值1020被测干电池：内阻较大被测干电池：内阻较大电键和导线电键和导线1、按原理图、按原理图连接实物图连接实物图AVS甲甲R三、实验步骤三、实验步骤2、把变阻器的滑片移到一、把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大端使其阻值最大3、闭合电键、闭合电键,调节变阻器调节变阻器,使电流

5、表的使电流表的读数有明显示数读数有明显示数,记录一组电流表和电记录一组电流表和电压表的示数压表的示数,用同样的方法测量并记录用同样的方法测量并记录几组几组U,I值值4、断开电键、断开电键,整理好器材整理好器材方法一方法一:公式法公式法改变改变R的阻值，从电流表和电压表中读的阻值，从电流表和电压表中读取两组取两组I、U的值，代入方程组联立求解，的值，代入方程组联立求解，多测量几次多测量几次I、U的值，算出的值，算出E、r取平均值取平均值.四、数据处理四、数据处理rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIEE EI I短短方法二方法二:图象法图象法在坐标纸上以在坐标纸上以I

6、为横坐标，为横坐标，U为纵坐标，用测出几组为纵坐标，用测出几组的的U，I值画出值画出UI图像图像.UrkIEIr=短短EE等于等于U轴截距轴截距r等于直线的等于直线的斜率的绝对值斜率的绝对值五、注意事项五、注意事项1、本实验在电键闭合前，变阻器滑、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于片应置于阻值最大位置处阻值最大位置处.2、使用内阻较大一些的旧电池、使用内阻较大一些的旧电池.在实验中不要将电流调得太大，每次在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电读完数后立即断电，以免使电动势和，以免使电动势和内阻发生变化内阻发生变化.3、要、要测出测出6组组I、U数据数据，且变化范围，且变化范围要大一

7、些要大一些.4、画画U-I图线图线时，应使时，应使图线通过尽可图线通过尽可能多的点能多的点，并使不在直线上的点均匀，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去远的点可舍去.5、画、画U-I 图线时，图线时，纵轴的刻度纵轴的刻度可以不可以不从零开始从零开始,而是根据测得的数据而是根据测得的数据从某一从某一恰当的值开始恰当的值开始(但但横坐标必须从横坐标必须从0开始开始)这时图线与横轴的交点不再是短路电这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻图线的斜率的绝对

8、值仍为内阻r.设计测设计测E、r的其它方法及误差分析的其它方法及误差分析I-R法法：R1AR2K1K2ARKEE测ArrRr测六、实验设计六、实验设计U-R法法：VRKK2R1VR2K1EE测rr测例例:有两只电压表有两只电压表A和和B，量程已知，内，量程已知，内阻不知等于多少；另有一节干电池，它阻不知等于多少；另有一节干电池，它的内阻不能忽略，但不知等于多少；只的内阻不能忽略，但不知等于多少；只用这两只电压表，电键和一些连接用导用这两只电压表，电键和一些连接用导线，能通过测量计算出这个电池的电动线，能通过测量计算出这个电池的电动势势(已知电动势不超过电压表的量程已知电动势不超过电压表的量程)

9、.(1)画出你测量时所用的电路图画出你测量时所用的电路图;(2)以测量的量作为已知量，导出电动势以测量的量作为已知量，导出电动势的式子的式子.解解(1)电路如图所示：电路如图所示：(2)闭合闭合S2：rRUUEV111断开断开S S2 2：rRUUUEV1121由上两式可得：由上两式可得：1121UUUUE如果已知电压表的内阻，还可测如果已知电压表的内阻，还可测r=?课堂小结课堂小结U-I法法:I-R法：法：U-R法法：ARsVRs1122EUI rEUI r E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)rRUUE222rRUUE111E测测 E真真E测测 E真真AV乙乙AV甲甲E测测=E真真E测

10、测=E真真r 测测 r真真 r 测测 r真真 r 测测 r真真 U/I/例例1.一位同学记录的一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据组数据见表。试根据这些数据在下图中画出在下图中画出UI图线，并根据图线读出电池的电动图线，并根据图线读出电池的电动势势E=，电池的内阻，电池的内阻 r=.I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.051.480.76E rAR1 R2 例例2.如图示的电路中，如图示的电路中，R1、R2为为标准电阻，测定电源的电动势和内阻标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则时，如果偶然

11、误差可以忽略不计，则电动势的测量值电动势的测量值 真实值，内阻真实值，内阻的测量值的测量值 真实值，产生误差真实值，产生误差的原因是的原因是 。等于等于偏大偏大电流表有内阻电流表有内阻练习练习 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，可以达到测定目的器，可以达到测定目的 （）A.一只电流表和一个滑动变阻器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一只电流表和一只电压表C.一只电流表和一个电阻箱一只电流表和一个电阻箱 D.一只电压表和一个电阻箱一只电压表和一个电阻箱C DE=I1（R1

12、+RA+r）E=I2（R2+RA+r）)R(RIIIIE122121真A211122RIIRIRIr真 例例3.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由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实 值；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；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；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；由

13、于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值；vA解：解：E=U+Ir ，I=(IA+U/RV)，由于电压表的分流作用，对由于电压表的分流作用，对于每个电压值于每个电压值U1，测得的电流，测得的电流IA小于总电流小于总电流I1，U越大，越大，I A跟跟I1相差越大，相差越大，画出画出的图线应为实线所示：的图线应为实线所示：UIU1IAI1所以内电阻的测量值小于真实值。所以内电阻的测量值小于真实值。C （1）连图：左图只用）连图：左图只用R1接入电路；右图接入电路；右图用用R1和和R2串联接入电路。串联接入电路。22121RIIII（2）I1是外电阻为是外电阻为R1时的电流，时的电流，I2是外

14、电阻为是外电阻为R1和和R2串联时的电流串联时的电流.测量原理测量原理：mAR1mAR2R1E=I1（R1+Rg+r）E=I2（R1+R2+Rg+r）联立联立 解得解得22121RIIIIE注意注意：若只用：若只用R2接在电路中，则电流将超过电接在电路中，则电流将超过电 流表的量程，所以用流表的量程，所以用 R1和和R2串联接入电路。串联接入电路。解答解答：练习练习 某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为内阻，已知干电池的电动势约为1.5V1.5V，内阻约，内阻约11，电，电压表压表(0-3V,3k),(0-3V,3k)

15、,电流表电流表(0-0.6A,1.0),(0-0.6A,1.0),滑动变阻器滑动变阻器有有R R1 1(10 2A)(10 2A)和和 R R2 2(100 0.1A)(100 0.1A)各一只各一只;(1)(1)实验中滑动变阻器应选用实验中滑动变阻器应选用 (选填选填R R1 1或或R R2 2).).(2)(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.(3)(3)在实验中测得多组电压和电流值在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的得到如图丙所示的U-IU-I图线图线,由图线可较准确求出该电源电动势由图线可较准确求出该电源电动势E=E=V;V;内阻内阻

16、r=r=.1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA图甲图甲图乙图乙R11.50图线的斜率为图线的斜率为0.7/0.37=1.85 r=1.85-RA=0.85 0.851 1、用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，、用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是下列注意事项中错误的是 ()()A A应选用旧的干电池作为被测电源，以使电应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显压表示数的变化比较明显 B B应选用内阻较小的电压表和电流表应选用内阻较小的电压表和电流表 C C移动变阻器的触头时，不能使滑动变

17、阻器移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载短路造成电流表过载 D D根据实验记录的数据作根据实验记录的数据作U U一一I I图象时，应通图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧的点大致均匀分布在直线两侧练习练习B2、下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是方法是 （）A A测出两组测出两组I I、U U的数据，代人方程组：的数据，代人方程组：E EU U

18、1 1十十I I1 1r r和和E EU U2 2十十I I2 2r r，求出，求出E E和和r rB B多测几组多测几组I I、U U的数据，求出几组的数据，求出几组E E、r r，最后分别求，最后分别求出其平均值出其平均值C C测出多组测出多组I I、U U的数据，画出的数据，画出U UI I图象，再根据图象图象，再根据图象求求E E、r rD D多测出几组多测出几组I I、U U数据，分别求出数据，分别求出I I和和U U的平均值，用的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势电压表测出断路时的路端电压即为电动势E E，再用闭合，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。电路欧姆定律求出内电阻。C