测定电池的电动势和内阻课件.ppt

1、一、实验原理一、实验原理 二、实验基本电路二、实验基本电路 AV甲甲：路端电压：路端电压只要测出几组（至少两组）只要测出几组（至少两组）U U、I I值就可求出值就可求出E E、r r闭合电路的欧姆定律：闭合电路的欧姆定律：E=U+IrAV乙乙：通过电源的总电流：通过电源的总电流V VA A测量仪器：用电流表、电压表与滑动变阻器测量仪器：用电流表、电压表与滑动变阻器U1=E-I 1r U2=E-I 2r思路：思路：通过两次以上获得的数据通过两次以上获得的数据解方程解方程而求得而求得E和和r。2112211221IIUUrIIUIUIEvA三：实验步骤三：实验步骤2、按原理图连接实物、按原理图连

2、接实物图图1、仪器选择：、仪器选择：安培表：安培表：00.6A00.6A伏特表伏特表:03V:03V滑动变阻器滑动变阻器: :选用阻值较小的选用阻值较小的3 3：把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大：把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大（保护电路）（保护电路）4 4：闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数：闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显示数，记录一组电流表和电压表的示有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组数，用同样的方法测量并记录几组U U，I I值。值。5 5：断开电键，整理好器材：断开电键，整理好器材123456U/V1.371.321.241.181.

3、101.05I/A0.120.200.310.320.500.57四四, ,数据处理数据处理方法一：公式法方法一：公式法改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值. E= U1+ I1rE= U2+ I2rE= U3+ I3rE= U4+ I4rE= U5+ I5rE= U6+ I6rE1 r1E2 r2E3 r3E 和 rI(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.05方法二：图象法方法二：图象法在坐标纸上以轴为横坐标，为纵坐标，用测出几组的，值画出图像最后从

4、图像求出电动势为最后从图像求出电动势为E V 内阻为内阻为r= 1.460.72五、重要注意事项五、重要注意事项（1 1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处。值最大位置处。（2 2）使用内阻较大一些的旧电池。使路端电压变）使用内阻较大一些的旧电池。使路端电压变化明显。在实验中不要将电流调得太大，每次读化明显。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免干电池在大电流放电时极完数后立即断电，以免干电池在大电流放电时极化严重，时化严重，时E E明显减小，明显减小，r r明显增大。明显增大。（3 3）要测出不小于）要测出不小于6 6组

5、、数据，且变化范围组、数据，且变化范围要大一些。要大一些。（4 4）画）画图线时，应使图线通过仅可能多的图线时，应使图线通过仅可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去。个别偏离直线太远的点可舍去。（5 5）画）画U-I U-I 图线时，由于图线时，由于r r较小，较小，U U变化缓慢，变化缓慢，图像只占据坐标系中一部分空间，故图像只占据坐标系中一部分空间，故纵轴的刻度纵轴的刻度可以不从零开始可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始（当的值开始（但横坐标必须从但横坐标必须从0

6、 0开始开始) )但这时图线但这时图线与横轴的交点与横轴的交点不再是不再是短路电流，而图线与纵轴的短路电流，而图线与纵轴的截距截距仍为电动势仍为电动势E E，图线的，图线的斜率的绝对值仍为内阻斜率的绝对值仍为内阻r,r,在直线上取距较远的点用在直线上取距较远的点用 来计算内来计算内阻。阻。IUr/（6 6）因电源内阻较小，为使电压表变化明显，）因电源内阻较小，为使电压表变化明显，应选阻值较小的变阻器。应选阻值较小的变阻器。AV甲不考虑电表影响不考虑电表影响测测测测rIUErIUE2211考虑电表影响考虑电表影响rRUIUErRUIUEVV222111VVRUUIIUUrRUUIIUIUIE21

7、122121122112)()(r 测测 r E测测 r E测测=E解得解得比较得比较得 解得解得E、r为真实为真实值值AV乙AARIrIUERIrIUE222111ARIIUUrIIUIUIE1221122112电流表内接电流表内接外接法：外接法：真真测rRrrV11真真测ERrEV11内接法：内接法：ARrr真测真真测测EE 由于由于rRrRAV接近而,，故，故外接法外接法误差较小。误差较小。故在外接法中尽量选用内阻大的伏特表。故在外接法中尽量选用内阻大的伏特表。系统误差原因分析（系统误差原因分析（结合图像解析结合图像解析）r 测测 r真真 故，故，E测测 r真真 00,UIIRUIRUU

8、IIAA时，测测其他方法一：电阻箱和电流表测定法其他方法一：电阻箱和电流表测定法A AA AR1R2 E=I 1(R1+r) E=I2 (R2+r)(一只电流表和一个电阻箱一只电流表和一个电阻箱)误差分析与右图相同：误差分析与右图相同：即即E E测测 E E真真， r r 测测 rr真真 AV七七.其他测量方法其他测量方法V VR2V VR1其他方法二：电阻箱和电压表测定法其他方法二：电阻箱和电压表测定法 E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2(一只电压表和一个电阻箱一只电压表和一个电阻箱)AV误差分析与右图相同：误差分析与右图相同：即即E E测测 EE真真， r

9、r 测测 r r真真 现有器材：量程为现有器材：量程为10.0mA、内阻约、内阻约30-40的电流的电流表一个，定值电阻表一个，定值电阻R1=150，定值电阻，定值电阻R2=100 ，单刀单掷开关单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约测量一干电池（电动势约1.5V）的电动势。）的电动势。（1）按要求在实物图上连线。）按要求在实物图上连线。（2） 用已知量和直接测得量表示的待测电动势用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为的表达式为E= ，式中各直接测得量的，式中各直接测得量的意义是：意义是： .例例R1 R2R1 R2 （1）连图：左

10、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：拓展空间电池的串并联u 电池串联：E=nE0；r=nr0u 电池并联：E=E0；r=r0/n