高中物理第二章恒定电流10实验：测定电池的电动势和内阻课件新人教版选修3_1

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1、10实验:测定电池的电动势和内阻1.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。2.经历实验过程,掌握实验方法,学会根据图象合理外推进行数据处理的方法。3.尝试进行电源电动势和内阻测量误差的分析,了解测量中减小误差的方法。4.培养仔细观察、真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质。1.实验目的(1)了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。(2)学习用图象法处理实验数据。(3)会对测量误差进行分析,了解测量中减小误差的方法。2.实验器材待测电池一节,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)各一块,滑动变阻器一

2、只,开关一只,导线若干,铅笔,坐标纸。上述几种实验方案不同,它们的原理相同吗?提示:相同,不管是哪一种测量,实验原理都是闭合电路欧姆定律。4.实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程,按实验电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。(2)闭合开关S,接通电路,将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动,从电流表有明显读数开始,记录一组电流表、电压表读数。(3)同样的方法,依次记录多组U、I值。(4)断开开关S,拆除电路。(5)利用公式法和图象法求出电动势和内阻。1.实验注意事项(1)正确选用电压表和电流表的量程,并注意正确连接表上的“

3、+”“-”接线柱。(2)实验前必须把变阻器的滑片置于阻值最大的位置,以防止出现烧坏电流表的事故。(3)为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些。(4)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0.3A,短时间放电不宜超过0.5A),且读数要快,读完后立即切断电源。②对此也可由电路来解释:若把图甲中的R和电流表看成外电路,则电压表可看成内电路的一部分,故实测出的是电池和电压表这个整体等效的r和E。电压表和电池并联,故等效内阻r小于电池内阻r真,r测

4、点间电压UAB即等效电动势E,此时电压表构成回路,故UABr真,由电动势等于外电路断路时的路端电压可知,把电路从A、B处断开,E测=UAB=E真,所以两图线交于纵轴上的同一点,即电池的电动势处。综上所述,任何一种电路都存在系统误

5、差。此实验中,因电源内阻较小,不能采用电流表内接中的测量电路,尽管电动势的测量值准确,但内阻的测量误差很大,因此要选用电流表外接的测量电路。另外实验还有因电压表、电流表的读数以及作U-I图线时描点不准确造成的偶然误差。特别提醒若U轴上的数据不是从零开始的,则图线与I轴的交点就不是短路电流。4.实物图连线问题(1)先画出电路图,这是连接实物图的依据。(2)先连接干路,再连接支路,遵循“先串后并”的原则。(3)注意电源的正负极,电表的正负接线柱,电表量程的选择以及滑动变阻器接线柱的合理选用。(4)注意连线不能交叉,开关要能够控制电路。类型一类型二类型三类型四实验

6、仪器的选择【例1】用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验,供选用的器材有A.电流表(量程0~0.6A,RA=1Ω)B.电流表(量程0~5A,RA=0.6Ω)C.电压表(量程0~3V,RV=5kΩ)D.电压表(量程0~15V,RV=10kΩ)E.滑动变阻器(0~10Ω,额定电流1.5A)F.滑动变阻器(0~2kΩ,额定电流0.2A)G.待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干类型一类型二类型三类型四(1)实验中电流表应选用,电压表选用,滑动变阻器选用。(用字母代号填写)(2)引起该实验系统误差的主要原因是。点拨:解答本题应把握以下三点:(1)电表量程的

7、选择原则是在不超量程的前提下选小量程的。(2)选择滑动变阻器时,滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍即可。(3)实验误差的分析要从真实值和测量值的差别去分析。类型一类型二类型三类型四解析:(1)由于流过电源的电流不宜过大,若电流过大,电源会出现严重的极化现象,电动势和内阻都会有较大的变化,因此电流表应选0~0.6A量程,电源电动势只有1.5V,故电压表应选0~3V量程,为便于调节,滑动变阻器应选0~10Ω。(2)系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的,该实验中的系统误差是由于电压表的分流作用造成电流表读数即测量值总是比干路中真实电流值小,造成E测

8、,r测