陈志锋《实验：测定电池的电动势和内阻》.ppt

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1、测定电池电动势和内阻铅山一中陈志锋21七月2021“问题能激发我们去学习、去发现、去实验、去观察。”---波普三维目标（一）知识与技能1、知道测量电源的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、能用解析法和图象法进行数据处理，求出电源的电动势和内阻。3、掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法。4、尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解测量中减小误差的方法。（二）过程与方法1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。2、学会根据图线合理外推进行数据处理的方法。（三）情感、态度与价值观通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发学习物理的兴趣。培养仔细观察

2、，真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质。教学重点：实验方法和实验数据的处理教学难点：实验误差的分析方法一：采用一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线若干,测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。AVSR原理：E=U+IrAVKE,r一、实验原理方法二：采用一个电阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干,测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)ARK原理：E=I（R+r)一、实验原理方法三：采用一个电阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干,测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。VRK原理：E=U+URr一、实验原理二、实验方法1、实验电路

3、图用电流表、电压表与滑动变阻器AV甲AV乙适宜测小内阻电源适宜测大内阻电源2、器材、量程选择被测干电池：内阻较大的旧电池电压表：0～3V量程电流表：0～0.6A量程滑动变阻器：选择阻值小的，便于调节二、实验方法3、实验步骤①确定量程，画出电路图，按电路原理图连接电路;②把滑动变阻器的滑动片移到一端,使接入电路部分的电阻最大;③闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数,测量多组U、I数值并记录下来;④断开开关,整理好器材;⑤根据测量的数据求得E、r。二、实验方法4、实验注意问题（1）使用旧电池（2）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处.（3）电池在使用过程中,内阻、电动势都会发

4、生变化,实验时测量尽量迅速点,实验中电流不要太大，每次读完数后立即断电，使实验过程中E和r的值较稳定。（4）至少要测出6组I、U数据，且变化范围要大一些.（5）画U--I图，描点连线时，应使图线通过尽可能多的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点可舍去。（6）画U--I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，横坐标必须从0开始(这时图线与横轴的交点不再是短路电流)。二、实验方法把所测量的数据代入E=U+Ir，计算出同理，把其它几组r2、r3、E2、E3算出来，用公式即为所测电源的电动势和内阻。1、解析法三、实验数据处理利用解方程组的方法求解E和r的优点是简单,缺点则是有可能产生较

5、大的误差。因此一般采用图象法求解E和r.01.51.00.80.40.60.21.11.21.31.4UI不考虑在坐标纸上以电流I为横轴，路端电压U为纵轴，描点连线画出U-I图线，并延长U-I图线与坐标轴相交。2、图象法由U=E-Ir可知，U是I的一次函数。2、图象法EI短（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E（2）图象在横轴上的截距为短路电流I短（U=0）（3）图象斜率的绝对值为电源内阻（I=0）I/AU/V0I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3乙1.5I/A甲0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.10此图线与纵轴的交点仍为电池的电动势,但图线

6、与横轴的交点不再是短路电流。图线的斜率仍等于电池的内阻,求内阻时可由直线上取较远的两点,用求出。四、实验误差分析偶然误差：读数时产生的误差、作图不准确形成的误差、电表线性不良引起的误差、操作不规范引起的误差等等系统误差：电流表内接法时误差来源于电压表的分流作用，电流表外接法时，误差来源于电流表的分压作用。系统误差分析（一）、理论计算（二）、等效变换（三）、图象比较系统误差分析——理论计算1、电流表内接法：根据闭合电路欧姆定律，则有：E测=U1+I1r测（1）E测=U2+I2r测（2）解得：E测=r测=如考虑电压表的内阻，则有：解得：可见电动势和内阻的测量值都小于真实值，E测

7、统误差分析——理论计算2、电流表外接法：根据闭合电路欧姆定律测量值仍为：E测=r测=考虑电流表的内阻，则有：解得：可见电动势的测量值等于真实值，而内阻的测量值大于真实值，E测=E真>r真。系统误差分析——等效变换1、电流表内接法时，相当于电压表和电源并联，当外电路断开时，电源和电压表构成回路，故，E测=U＜；r测=＜；因为RV>>，故误差非常小，因此采用内接法。2、电流表外接法时，把电流表的内阻等