1、测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻一、思考：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内一、思考：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？什么？（1 1）电流表，电压表，滑动变阻器）电流表，电压表，滑动变阻器 E= U + I r E= U + I r （2 2）电流表，）电流表，电阻箱电阻箱 E=I E=I R R+ I r+ I r（3 3）电压表，）电压表，电阻箱电阻箱 E=U + Ur/E=U + Ur/R R二、用安培表和伏特表测定电池的电动势和内电阻二、用安培表和伏特表测定电池的
2、电动势和内电阻1 1、实验目的：、实验目的：测定测定电池电池( (实验研究对象实验研究对象) )的电动势和内电阻的电动势和内电阻 学会利用图像处理数据的方法学会利用图像处理数据的方法2 2、实验原理：闭合电路欧姆定律、实验原理：闭合电路欧姆定律 E=U+IrE=U+IrU UE ErIrI3 3、实验器材：电流表，电压表，滑动变阻器、实验器材：电流表，电压表，滑动变阻器问：电流表、电压表各需测的是什么？问：电流表、电压表各需测的是什么？明确：明确：电压表测路端电压；电流表测干路电流电压表测路端电压；电流表测干路电流，即过电源的电流。即过电源的电流。以测量一节干电池，电动势约为以测量一节干电池，
3、电动势约为1.5V1.5V，内电阻大约为零点几欧。选用电路图时内电阻大约为零点几欧。选用电路图时安培表安培表应选用何种连接方式？为什么？应选用何种连接方式？为什么？误差误差伏特表伏特表安培表安培表图图1 1 图图2 24 4、连接方式、连接方式偏小偏小偏小偏小真实真实真实真实具体选用哪种方式，根据题目中给的条件来确定具体选用哪种方式，根据题目中给的条件来确定该实验中所用的仪器的规格：该实验中所用的仪器的规格：电流表电流表0 00.6A0.6A量程，电量程，电压表压表0 03V3V量程。滑动变阻器量程。滑动变阻器0 05050。此外，开关一个，。此外，开关一个，导线若干。导线若干。1.1.连连
4、接：接：电流表用电流表用0.6A0.6A量程，电压量程，电压 表用表用3v3v量程，按图连接好电路量程，按图连接好电路 2.2.设置阻值：设置阻值：把变阻器的滑动片移到一把变阻器的滑动片移到一 端使阻值最大。端使阻值最大。3.3.测测 量：量：闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显 示数，记录一组数据示数，记录一组数据I I1 1、U U1 1。用同样的。用同样的 方法测量方法测量五组五组I I、U U。4.4.整整 理：理：打开电键，整理好实验器材。打开电键，整理好实验器材。5.5.描描 点：点：在坐标纸上建立坐标，描出所记录的在坐标纸上建立坐标，描出所记录
5、的 各组各组I I值和值和U U值的对应点（值的对应点（I I，U U）。）。6.6.处理数据处理数据：用用公式法公式法和和图像法图像法两种方法求出电源电两种方法求出电源电 动势和电源内阻。动势和电源内阻。 并学会分析产生误差的原因并学会分析产生误差的原因【实验步骤【实验步骤】 2 2、实验时电流不可超过电池额定电流实验时电流不可超过电池额定电流4 4、图像纵轴图像纵轴U U的刻度常从某一值开始的刻度常从某一值开始, ,此时横轴交点此时横轴交点不再是短路电流。不再是短路电流。【注意事项注意事项】 1 1、电源要选取电源要选取内阻较大内阻较大的电池，从而使得的电池，从而使得路端电路端电压变化较为
6、明显压变化较为明显。可以用较为。可以用较为旧旧的电池的电池. .电池的内电池的内阻若太小则不易测量，所以实验中用旧电池或者在阻若太小则不易测量，所以实验中用旧电池或者在电池外串联一电阻充当电源内阻。电池外串联一电阻充当电源内阻。3 3、测量要不少于测量要不少于6 6组，且变化范围要大些。在画组，且变化范围要大些。在画U-U-I I图像时，要使图像时，要使较为多的点较为多的点落在这条直线上或均匀落在这条直线上或均匀分布在直线的两侧。个别点偏离直线太远可舍去不分布在直线的两侧。个别点偏离直线太远可舍去不予考虑。这样做可使误差减小。予考虑。这样做可使误差减小。 1.公式法：rIUE11rIUE221
7、221IIUUr121221IIIUIUE原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们可以比较大，为此，我们可以多测几组求平均值多测几组求平均值，也可以将，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。数据描在图上，利用图线解决问题。rIEU图线法：. 2纵轴交点：纵轴交点：E E横轴交点：横轴交点：m m斜斜 率：率：r r =|U/I |）E E测测E E真真r r测测r r真真E E测测EE真真r r测测rr真真误差分析：误差分析：（1 1）用图线法分析）用图线法分析 见见 P101 P101 （2 2）用等效法分析）用等效
8、法分析 通过图线法的分析可知通过图线法的分析可知:1.如电压表和电流表的内阻都是未知的，应采用如电压表和电流表的内阻都是未知的，应采用图图2 2的电路图。的电路图。2.如果电压表内阻末知，电流表内阻已知。可采如果电压表内阻末知，电流表内阻已知。可采用用图图1 1的电路图。的电路图。 一般而言一般而言, ,电压表和电流表的内阻都是未知的电压表和电流表的内阻都是未知的, ,应采用应采用图图2 2的电路图的电路图 （3 3）公式法）公式法rIUE11rIUE221221IIUUr121221IIIUIUE（测量值）（测量值）（真实值）（真实值）rIUE11rIUE221221IIUUr121221I
9、IIUIUE（测量值）（测量值）（真实值）（真实值）（3 3）公式法）公式法 VR三、三、用电阻箱、电流表测定用电阻箱、电流表测定四四用电阻箱、电压表测定用电阻箱、电压表测定等效法理解等效法理解: :电动势的测量值电动势的测量值小于小于真实值，内阻的测量真实值，内阻的测量值值小于小于真实值。真实值。等效法理解等效法理解: :电动势的测量值电动势的测量值等于等于真真实值实值, ,而内阻测量值而内阻测量值大于大于真实值。真实值。E=IR+IrE=U+Ur/R例、测量例、测量“水果电池水果电池”的电动势和内阻：将一铜片和一的电动势和内阻：将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的锌片分别插入
10、一只苹果内，就构成了简单的“水果电水果电池池”发，其电动势约为发，其电动势约为1.5V1.5V，可是这种电池并不能点，可是这种电池并不能点亮额定电压为亮额定电压为1.5V1.5V，额定电流为，额定电流为0.3A0.3A的手电筒上的小的手电筒上的小灯泡。原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得灯泡。原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足还不足3mA3mA。现用是量程合适的电压表、电流表以及。现用是量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确地测定滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确地测定水果电池的水果电池的电动势电动势和和内阻内阻。（1 1）请画出应该采用的电
11、路图）请画出应该采用的电路图（2 2）若给出的滑动变阻器有两种规格：）若给出的滑动变阻器有两种规格：A(A(0 03030) )、B(B(0 03k3k).).实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器 （2 2）B B （4 4）若不计测量中的偶然误差，用这种方法）若不计测量中的偶然误差，用这种方法测得出的电动势和内电阻的值与真实值相比电测得出的电动势和内电阻的值与真实值相比电动势动势E E ( (填填“偏大偏大”“”“相等相等”“”“偏偏小小”) )，内电阻，内电阻r r (“(“偏大偏大”“”“相相等等”“”“偏小偏小”) ) 1 12 23 3I I/mA/mAU U/V/V0 00 00.50.51 11.51.5（3 3）在实验中根据电压表）在实验中根据电压表的示数的示数U U与电流表示数与电流表示数I I的的值，经描点、连线得到了值，经描点、连线得到了一幅一幅U UI I图象，如图，根图象，如图，根据图中所给数据，水果电据图中所给数据，水果电池的电动势与内电阻分别池的电动势与内电阻分别为为E=E= V;rV;r= = 。1.5500500相等相等偏大偏大
