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(共34張PPT)
第十二章 電能 能量守恒定律
第3節(jié) 實(shí)驗(yàn)：
電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量
電動(dòng)勢和內(nèi)阻是電源的兩個(gè)重要參量，若電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻未知，我們該如何測量？有哪些測量方法呢？
干電池（約1.5V 1Ω）
伏安法
01
伏阻法
02
安阻法
03
安安法
04
伏伏法
05
方案一：伏安法
PART 01
實(shí)驗(yàn)原理
問題：如何測電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻 r 呢？
A
V
S
R
E,r
方法一：公式法
方法二：圖像法
電路設(shè)計(jì)
電流表
電壓表
滑動(dòng)變阻器
開關(guān)、導(dǎo)線及坐標(biāo)紙、鉛筆
(選擇量程接近電源電動(dòng)勢)
選用阻值較小的,最大阻值10 ~ 20Ω
被測電池
（干電池）
實(shí)驗(yàn)器材
實(shí)驗(yàn)電路
A
V
S
R
E,r
電流表外接法
2.把變阻器的滑動(dòng)片移到使阻值最大的一端；
3.閉合開關(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)，用同樣的方法測量并記錄幾組I和U的值；
4.斷開開關(guān)，整理好器材；
1.確定電流表、電壓表的量程，按原理圖連接電路；
實(shí)驗(yàn)步驟
A
V
S
R
E,r
方法一：公式法
E=U2+I2r
E=U1+I1r
A
V
S
R
電流表外接法
數(shù)據(jù)處理
I短
E
在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測出幾組的U、I值畫出U-I圖象。
數(shù)據(jù)處理
方法二：圖像法
1.電鍵閉合前，變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大位置處;
2.使用內(nèi)阻較大一些的舊電池。在實(shí)驗(yàn)中不要將電流調(diào)得太大，每次讀完數(shù)后立 即斷電，以免使電動(dòng)勢和內(nèi)阻發(fā)生變化.如果使用的是水果電池，它的內(nèi)阻雖然 比較大，但不夠穩(wěn)定，測量前要做好充分的準(zhǔn)備，測量盡量迅速;
3.要測出不少于6組Ｉ、Ｕ數(shù)據(jù)，且變化范圍要大一些;
4.畫Ｕ—Ｉ圖線時(shí)，應(yīng)使圖線通過盡可能多的點(diǎn)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布 在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去;
注意事項(xiàng)
改進(jìn)方案
改進(jìn)1：縱坐標(biāo)不從零開始
改進(jìn)方案
改進(jìn)2：加定值電阻充當(dāng)?shù)刃?nèi)阻
拓展：
伏安法 誤差分析
（1）電壓表內(nèi)阻越大，電壓表分流越小，系統(tǒng)誤差越小。
（2）電壓表內(nèi)阻已知，可求Iv，可消除系統(tǒng)誤差。
1.誤差來源：電壓表分流。
U
I
O
測量值
真實(shí)值
電流表外接法
A
V
S
E, r
·
·
·
2.
E測適用 情況 ①內(nèi)阻 r很小(干電池)
②滑動(dòng)變阻器R阻值要小
3.說明：
方法一：U-I圖像修正法①
1.誤差來源：電流表表分壓。
2.
A
V
S
E, r
·
·
·
電流表內(nèi)接法
E測=E真 r測>r真
U
I
O
測量值
真實(shí)值
適用 情況 ①內(nèi)阻 r很大(水果電池)
②滑動(dòng)變阻器R阻值要大
方法一：U-I圖像修正法②
（1）電流表內(nèi)阻越小，電流表分壓越小，系統(tǒng)誤差越小
（2）電流表內(nèi)阻已知，可求UA，可消除系統(tǒng)誤差。
3.說明：
U/V
I/A
E測
I短
U/V
I/A
E測
I短
E真
E測r測U/V
I/A
E測
I短
E測=E真
r測>r真
U/V
I/A
E測
I短
E真
I短
方法一：U-I圖像修正法總結(jié)
方案二：伏阻法
PART 02
采用一個(gè)電阻箱、一塊電壓表、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干, 測量一節(jié)使用過的干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
V
E r
S
R
實(shí)驗(yàn)原理
原理：
方法二:圖象法
誤差來源：電壓表的分流。電壓表內(nèi)阻已知，可消除系統(tǒng)誤差。
方法一:公式法
數(shù)據(jù)處理
誤差結(jié)果：E測＜E真 r測 ＜r真
誤差分析
方案三：安阻法
PART 03
采用一個(gè)電阻箱、一塊電流表、一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干, 測量一節(jié)使用過的干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
原理：
A
S
E,r
R
實(shí)驗(yàn)原理
誤差來源：電流表的分壓。電流表內(nèi)阻已知，可消除系統(tǒng)誤差。
方法一:公式法
方法二:圖象法
E=I1(R1+r)
E=I2(R2+r)
數(shù)據(jù)處理
誤差分析
誤差結(jié)果：E測=E真 r測 >r真
方案四：安安法
PART 04
采用一個(gè)定值電阻、兩塊電流表、一個(gè)電鍵和導(dǎo)線若干, 測量一節(jié)使用過的干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
原理：
E=U+Ir
A2
S
E,r
R
A1
A2
S
E,r
R
A1
實(shí)驗(yàn)原理
方案五：伏伏法
PART 05
采用一個(gè)定值電阻、兩塊電壓表、一個(gè)電鍵和導(dǎo)線若干, 測量一節(jié)使用過的干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
原理：
E=U+Ir
S
E,r
R
V2
V1
S
E,r
R
V2
V1
實(shí)驗(yàn)原理
鞏固提升
PART 06
測量電池
電動(dòng)勢和內(nèi)阻
伏安法
安安法
伏伏法
伏阻法
安阻法
E=I（R+r)
課堂小結(jié)
【練習(xí)1】如圖甲所示為測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U-I圖線，以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是（　　）
A．電池內(nèi)阻的測量值為3.50Ω
B．電池電動(dòng)勢為1.40V
C．外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.40A
D．電壓表的示數(shù)為1.20V時(shí)，電流表的示數(shù)
B
課堂練習(xí)
【練習(xí)2】(多選)在測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中（ ）
A．圖（2）所示電路內(nèi)阻測量比圖（1）準(zhǔn)確
B．圖（1）所示電路電動(dòng)勢測量準(zhǔn)確
C．圖（2）所示電路，電動(dòng)勢測量準(zhǔn)確
D．圖（1）所示電路，內(nèi)阻測量值比真實(shí)值偏小
CD
3．為了測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，現(xiàn)備有下列器材：
A．被測干電池一節(jié)
B．電流表：量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.4 Ω
C．電流表：量程為0～0.6 A，內(nèi)阻rA＝2 Ω
D．電壓表：量程為0～3 V，內(nèi)阻約為3 kΩ
E．滑動(dòng)變阻器：0～10 Ω，允許通過的最大電流為1 A
F．滑動(dòng)變阻器：0～100 Ω，允許通過的最大電流為2 A
G．開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)為了盡可能減小誤差，以及便于調(diào)節(jié)，電流表應(yīng)選用________(選填“B”或“C”)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(選填“E”或“F”)，并在圖甲的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。
(2)閉合開關(guān)后，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測得多組電壓表和電流表的示數(shù)U、I，作出U－I圖像如圖乙所示，由圖像可知電池的電動(dòng)勢為E＝________V，內(nèi)阻為r＝________Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(3)本實(shí)驗(yàn)________(選填“存在”或“不存在”)因電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差。
4. 最近市面上有一種水果“果凍橙”，看起來像橙子，剝開又像橘子。這種橙子跟平時(shí)常吃的橙子口感不一樣，不僅果肉嫩，味道更甜，被不少網(wǎng)友譽(yù)為“天然榨汁機(jī)”和“柑橘皇后”。某興趣小組想要探究此“果凍橙”電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r的大小(該電池電動(dòng)勢不足1 V，內(nèi)阻大約1 kΩ)。玻璃皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距離插入銅片和鋅片作為電池的正極和負(fù)極，并且備有下列器材：
A．電流表A(量程0～0.6 A，內(nèi)阻很小)
B．電壓表V1(量程0～1 V，內(nèi)阻很大)
C．電壓表V2(量程0～10 V，內(nèi)阻很大)
D．電阻箱R(量程0～9 999 Ω)
E．開關(guān)和導(dǎo)線若干
(1)請根據(jù)以上器材，用筆將實(shí)物圖甲連接成完整電路。
(2)甲圖中的電壓表應(yīng)選_______(選填“V1”或“V2”)。
(3)連接好實(shí)物圖后,閉合開關(guān)。改變電阻箱的阻值R，記錄電壓表對應(yīng)的示數(shù)U，以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，作出的圖像如圖乙所示，則“果凍橙”的電動(dòng)勢為____V，內(nèi)阻為_____kΩ。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。
(4)該興趣小組只將金屬片插入深度增加后發(fā)現(xiàn)“果凍橙”電池的內(nèi)阻變小了，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是___________________________________。(用電阻決定式的相關(guān)物理量做解釋)

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