1、2.5 学生实验：测量电源的电动势和内阻知识回顾：知识回顾：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E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。IUIEr短新课引入新课引入1.1.如图所示如图所示,当开关闭合时当开关闭合时,电压表示数电
2、压表示数U U1 1=1.3V,=1.3V,电流表示数电流表示数I I1 1=0.2A;=0.2A;移动滑动变阻器滑片位置移动滑动变阻器滑片位置,电压表示数电压表示数U U2 2=1.2V,=1.2V,电流表电流表示数示数I I2 2=0.3A.=0.3A.（电表均为理想电表）求电源的电动势（电表均为理想电表）求电源的电动势E和内阻和内阻rrE2.03.1IrUE解：根据闭合电路欧姆定律解：根据闭合电路欧姆定律rE3.02.1E=1.5Vr=1问题思考问题思考问题问题1 1：如何测量一节干电池的电动势：如何测量一节干电池的电动势和内阻？和内阻？【实验原理】【实验原理】闭合电路欧姆定律闭合电路欧
3、姆定律IrUE【实验器材】【实验器材】待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关，导线若干导线若干【实验电路】【实验电路】伏安法伏安法学生实验：测量电源的电动势和内阻学生实验：测量电源的电动势和内阻【实验步骤】【实验步骤】1 1、按图连接好电路，开关应处于断开、按图连接好电路，开关应处于断开状态状态,滑动变阻器的阻值调到最大滑动变阻器的阻值调到最大2 2、电压表和电流表选择合适的量程、电压表和电流表选择合适的量程3 3、闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，、闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，记录第一组数据（记录第一组数据（I I1
4、1、U U1 1），第二组数据（），第二组数据（I I2 2、U U2 2），），用同样的方法多测几组用同样的方法多测几组I I、U U的值的值 4 4、断开开关，整理好器材、断开开关，整理好器材 仪器选择：仪器选择：电流表：电流表：0 00.6A0.6A电压表电压表:0 03V3V滑动变阻器滑动变阻器:由测量电流确定，一般电流由测量电流确定，一般电流在在0.2A-0.4A,0.2A-0.4A,选用阻值较小选用阻值较小的，便于调节的，便于调节vA实验电路及其实物连线图实验电路及其实物连线图甲【数据处理】【数据处理】要测出不少于要测出不少于6 6组组I I、U U数据，且变化范围要大些，数据，且
5、变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的用方程组求解时，要将测出的I I、U U数据中，第数据中，第1 1和和第第4 4为一组，第为一组，第2 2和第和第5 5为一组，第为一组，第3 3和第和第6 6为一组，为一组，分别解出分别解出E E、r r再求平均值再求平均值1 1、解析法、解析法取两组实验数据代入方程取两组实验数据代入方程 求得结果求得结果E和和r rIUE11rIUE22IU2 2、图像法、图像法电动势电动势E E纵坐标可以纵坐标可以不从不从0 0开始开始斜率的绝对值表示内阻斜率的绝对值表示内阻（1 1）以电压）以电压U为纵轴、电流为纵轴、电流I为横轴建立为横轴建立UI坐标系坐标系
6、,在坐标系平面内描出各组在坐标系平面内描出各组(U,I)值所对应的点值所对应的点.IUr（2 2）尽量多地通过这些点作一条直线）尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误差点大致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误差（3 3）由于干电池内阻较小）由于干电池内阻较小,U,U的变化较小，的变化较小，可使纵坐可使纵坐标不从零开始，此时图像与横轴交点不再表示短路电标不从零开始，此时图像与横轴交点不再表示短路电流流动手实验动手实验 按电路图连接测得按电路图连接测得5-65-6组数据，并在组数据，并在坐标中作出坐标中作出U-IU-I图像，根据图像求得电动图像，
7、根据图像求得电动势和内阻。势和内阻。注意事项：注意事项：问题思考问题思考问题问题2 2：两个电路图在测量电源电动势：两个电路图在测量电源电动势和内阻实验中有什么区别？和内阻实验中有什么区别？AVSE,rAVSE,r【误差分析】【误差分析】AVSE,rAVSE,r 误差由误差由电压表的分流电压表的分流引起，引起，把把电压表和待测电源电压表和待测电源看作是看作是一个一个等效电源等效电源E测测 E真真 r测测 r真真问题思考问题思考问题问题3 3：你还能想出哪些方法来测量：你还能想出哪些方法来测量电源的电动势和内阻？电源的电动势和内阻？伏阻法伏阻法AVSE,rrRUUE111rRUUErRUUE22
8、2原理公式原理公式真测EE 真测rr 该电路适用于滑动变阻器阻值很小该电路适用于滑动变阻器阻值很小(电源内阻很小电源内阻很小)的情况的情况安阻法安阻法AVSE,r真测EE 真测rr 原理公式原理公式rIRIE111IrIRErIRIE222该电路适用于滑动变阻器阻值很大该电路适用于滑动变阻器阻值很大 (电源内阻很大电源内阻很大)的情况的情况vAU1=E-I1r U2=E-I2rA E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)v E=U1+U1r/R1 E=U2+U2r/R2方法汇总：方法汇总：测定电动势内阻电路测定电动势内阻电路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
9、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)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.051.480.76例2.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1.5V，内阻约1，电压表(0-3V,3k),电流表(0-0.6A,1.0),滑动变阻器有R1(10 2A)和 R2(100 0.1A)各一只;(1)实验中滑动变阻器应选用 (选填R1或R2).(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.(
10、3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E=V;内阻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计算：图线的斜率为0.7/0.37=1.85 r=1.85-RA=0.85 0.851.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、简便的方法是法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是 （）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
11、：E EU U1 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，最后分别求出其平均，最后分别求出其平均值值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，再根据图象求图象，再根据图象求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，用电压表测的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势出断路时的路端电压即为电动势E E，再用闭合电路欧姆定律求出，再用闭合电路欧姆定律求出
12、内电阻。内电阻。C课堂练习课堂练习 2、已知太阳能电池组的电动势约为、已知太阳能电池组的电动势约为8V，短路电流约为，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：仪器有：A.电流表电流表,量程量程5mA，内阻约，内阻约10B.电流表电流表,量程量程20mA，内阻约，内阻约40C.电压表电压表,量程量程5.0V，内阻约，内阻约5kD.电压表电压表,量程量程15V，内阻约，内阻约15kE.滑动变阻器电阻滑动变阻器电阻4 k F.滑动变阻器电阻滑动变阻器电阻40 k(1)为使实验尽可能方便、准确，仪器应选为使实验尽可能方便、准确，仪器应选 。（用所给器材的代号填写）（用所给器材的代号填写）.(2)在虚线框内画出电路图在虚线框内画出电路图.(3)该电路测得的电源电动势和真实值相比较该电路测得的电源电动势和真实值相比较 。测得的内电。测得的内电阻和真实值相比较阻和真实值相比较 。(填偏大、偏小或相等填偏大、偏小或相等)A C EA V 相等相等偏大偏大例例3.3.
