資源簡(jiǎn)介

(共22張PPT)
第二章 電路及其應(yīng)用
第 7 節(jié) 實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
教學(xué)目標(biāo)
這是常用的電池，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是電源的兩個(gè)重要參量，你知道怎樣測(cè)得它的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻嗎？
新課引入
從理論上說(shuō)，電池的電動(dòng)勢(shì)可以通過(guò)測(cè)量斷路時(shí)的路端電壓而得到。
新課引入
本節(jié)我們將學(xué)習(xí)它們的測(cè)量方法。
如圖所示，只閉合開(kāi)關(guān)S1，電壓表的示數(shù)是否就準(zhǔn)確地等于電池的電動(dòng)勢(shì)呢
答案是否定的，只要電壓表有示數(shù)，就說(shuō)明電池有電流，不滿足“斷路”這個(gè)條件。對(duì)于導(dǎo)體的電阻，通常我們用伏安法來(lái)測(cè)量，但要用這種方法直接測(cè)量電池的內(nèi)阻就非常困難。
數(shù)字式電壓表本身的電阻很大，把它直接接在電池兩極間，電流很小，示數(shù)可以近似看作電池電動(dòng)勢(shì)
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
方法一：
原理：E = U + Ir
如圖所示電路，通過(guò)改變外電路電阻R，測(cè)量出路端電壓U和通過(guò)干路的電流I的兩組數(shù)據(jù)U1、I1和U2、I2，根據(jù)閉合電路歐姆定律，列出二元一次方程組.
E=U2+I2r
E=U1+I1r
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
方法二：
閉合電路歐姆定律可以變換形式寫(xiě)成： U = - Ir+ E
對(duì)于同一個(gè)電池在較短的實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)說(shuō)可看成不變。
變換形式可以看作U與I的一次函數(shù)表達(dá)式，它的圖像是一條直線。
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
方法二：
閉合電路歐姆定律可以變換形式寫(xiě)成： U = - Ir+ E
以I為橫坐標(biāo)、U為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)多組I、U數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系描點(diǎn)，可以看出這些點(diǎn)大致呈直線分布。
如果發(fā)現(xiàn)個(gè)別數(shù)據(jù)點(diǎn)明顯偏離這條直線，應(yīng)該把它剔除。
用直尺畫(huà)一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，不在這條直線上的點(diǎn)能大致均衡地分布在直線兩側(cè)。
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
方法二：
②在橫軸上的截距表示電源的短路電流
③圖像斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害．
①在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E．
閉合電路歐姆定律可以變換形式寫(xiě)成： U = - Ir+ E
交流討論：
解方程組的方法偶然誤差大。圖像法可以把偶然誤差降到最小
1.你認(rèn)為用解方程組的方法和圖像法來(lái)求電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，哪一種方法更好？為什么？
交流討論：
2.除了測(cè)量干路電流和路端電壓，即同時(shí)使用電流表和電壓表的實(shí)驗(yàn)方案，你還能設(shè)計(jì)出其他的方案嗎？
原理： E = I ( R + r )
（1）安阻法：電流表、電阻箱
E = I1 ( R1 + r )
E = I2 ( R2 + r )
A
R
S
（2）伏阻法：電壓表、電阻箱
V
R
S
原理: E = U +
U
R
r
交流討論：
2.除了測(cè)量干路電流和路端電壓，即同時(shí)使用電流表和電壓表的實(shí)驗(yàn)方案，你還能設(shè)計(jì)出其他的方案嗎？
電流表：0～0.6A
電壓表：0～3V
滑動(dòng)變阻器：阻值較小的,最大阻值10～20Ω
被測(cè)干電池：內(nèi)阻較大
開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線
二、實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)器材選擇
A
V
S
R
2.把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端。
3.閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測(cè)量并記錄六組U、I值。
4.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好器材。
1.恰當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)器材,連接好實(shí)物圖。
E
I短
（1）圖像在縱軸上的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)E
（2）圖像在橫軸上的截距為短路電流I短
（U=0）
由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函數(shù)。
（I=0）
I/A
U/V
0
5、數(shù)據(jù)處理
三、實(shí)驗(yàn)技巧
在實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果測(cè)量的電源的內(nèi)電阻較小，則在U-I坐標(biāo)系中得到的圖線的傾斜度很小，與I軸的交點(diǎn)將延伸很遠(yuǎn)。
E
I/A
U/V
0
我們可以把橫坐標(biāo)上移，即坐標(biāo)軸的起點(diǎn)不從0開(kāi)始，從U0取起，圖線如圖
U0
此時(shí)：U坐標(biāo)軸上的截距仍表示E
斜率的絕對(duì)值仍然表示內(nèi)電阻r
圖線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)不再是短路電流，而是電壓為U0時(shí)對(duì)應(yīng)的電流
U/
例1. 一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見(jiàn)表。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中畫(huà)出U—I圖線，并根據(jù)圖線讀出電池的電動(dòng)勢(shì)E= V，電池的內(nèi)阻 r = Ω .
I(A) U(V)
0.12 1.37
0.20 1.32
0.31 1.24
0.32 1.18
0.50 1.10
0.57 1.05
·
·
·
·
·
·
1.45
0.692
一定要用鉛筆直尺作圖
典例分析
U/V
I/A
本課小結(jié)
1.用伏安法測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，下列注意事項(xiàng)中錯(cuò)誤的是 ( )
A．應(yīng)選用舊的干電池作為被測(cè)電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯
B．移動(dòng)變阻器的觸頭時(shí)，不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過(guò)載
C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作U-I圖像時(shí)，應(yīng)通過(guò)盡可能多的點(diǎn)畫(huà)一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)
D.出于安全的考慮，在選擇電表時(shí)，量程越大越好
D
跟蹤練習(xí)
2.在測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線配合下列哪組儀器，可以達(dá)到測(cè)定目的（ ）
A. 一只電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器
B. 一只電流表和一只電壓表
C. 一只電流表和一個(gè)電阻箱
D. 一只電壓表和一個(gè)電阻箱
ACD
3.在用電壓表、電流表測(cè)兩節(jié)干電池串聯(lián)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，除備有被測(cè)電池、電鍵和足夠的導(dǎo)線外，還備有下列儀器可供選擇：
A．電流表(0～0.6 A)
B．電流表(0～3 A)
C．電壓表(0～3 V)
D．電壓表(0～15 V)
E．滑動(dòng)變阻器(20 Ω，2 A)
F．滑動(dòng)變阻器(1700 Ω，0.3 A)
（1）應(yīng)該選用的儀器是__________(填器材前面的選項(xiàng)字母)．
A
V
K
E,r
A、C、E
（2）一個(gè)學(xué)生用以上儀器測(cè)得數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，畫(huà)出了如圖所示的U－I 圖像，從圖中可得出電源電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_____V，內(nèi)阻為_(kāi)_______Ω。
r=
2.90
2.55
謝謝
大家

展開(kāi)更多......

收起↑