2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第12章电能 能量守恒定律12.3实验：电池电动势和内阻的测量(3)课件

电源电动势和内阻的测定恒定电流\nvAU1=E-I1rU2=E-I2rAE=I1(R1+r)E=I2(R2+r)vE=U1+U1r/R1E=U2+U2r/R2一、实验原理V、A表+变阻器A表+电阻箱V表+电阻箱E=U+IrE=IR+IrE=U+Ur/R\n二、实验方法——针对电池特点有效测量1、电池选择：U=IR=ER/(R+r),当r<<R时,U≈E.即R变化时,U变化很小,读数不方便.所以:选择内阻较大的电池.（如水果电池、旧的干电池）2、测量时电流不能过大电流过大,电池内电阻有明显变化.3、每次读完数后,立即切断电源,电流调节从大到小.4、测量尽量快速\n三、数据处理1、计算法：利用两组数据进行计算,误差较大.U1=E-I1rU2=E-I2rE=I2U1－I1U2I2－I1U1－U2r=I2－I12、图象法：记录6组以上数据,作U—I图象.由纵轴截距得E,由斜率得r.注意：电池内阻较小,纵轴原点可不为0应由求得U1－U2I2－I1=ΔUr=ΔIUI\n用电流表和电压表测E、r实验电路如右.根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir,本实验电路中电压表的示数是准确的,而电流表的示数比通过电源的实际电流小,所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的.为了减小这个系统误差,滑动变阻器R的阻值应该小一些,所选用的电压表的内阻应该大一些.为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,然后利用U-I图象处理实验数据.将点描好后,用直尺画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致相等.这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小.RvASI/AU/V00.20.40.63.02.01.0四、误差分析\nvA1.安培表内接在并联电路之内的电路:解：作U=E-Ir图线如图实线示：UIE测UIA式中的U是路端电压,I应是通过电源的电流,I实=IA+IV=(IA+U/RV)可见U越大,差值(I实-IA)就越大,U=0时,差值(I实-IA)也为0,实际的U-I图线如图虚线示：斜率增大E真I实∴E测<E真r测<r真该电路适用于滑动变阻器阻值很小(电源内阻很小)的情况.四、误差分析\nAV2.安培表外接在并联电路之外的电路:解：作U=E-Ir图线如图实线示：IEIUVU式中的I是通过电源的电流,U应是路端电压,U路=UA+UV=(IRA+UV)可见I越大,差值IRA就越大,I=0时差值为0实际的U-I图线如图虚线示：U路E真∴E测=E真r测>r真该电路适用于滑动变阻器阻值很大(电源内阻很大)的情况.若将电流表的内阻并入电池中,则U路和I的测量值就都准确了,E的测量值就准确了,测出的内阻是电源内阻r和电流表的内阻之和.U路=E-I(RA+r)=E-Ir'四、误差分析\n1、已知太阳能电池组的电动势约为8V,短路电流约为4mA,为了精确测出它的电动势和内阻,除导线和开关外,可供选择的仪器有：A.电流表,量程5mA,内阻约10ΩB.电流表,量程20mA,内阻约40ΩC.电压表,量程5.0V,内阻约5kΩD.电压表,量程15V,内阻约15kΩE.滑动变阻器电阻4kΩF.滑动变阻器电阻40kΩ(1)为使实验尽可能方便、准确,仪器应选.（用所给器材的代号填写）.(2)在虚线框内画出电路图.(3)该电路测得的电源电动势和真实值相比较.测得的内电阻和真实值相比较.(填偏大、偏小或相等)ACEAV相等偏大五、练习与例题\n2、如图是测量电源内电阻的电路,下列关于误差的说法,正确的是()A.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值小于真实值B.由于电流表的分压作用,使内电阻的测量值大于真实值C.由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值小于真实值D.由于电压表的分流作用,使内电阻的测量值大于真实值vA解：E=U+Ir,I=(IA+U/RV),由于电压表的分流作用,对于每个电压值U1,测得的电流IA小于总电流I1,U越大,IA跟I1相差越大,画出的图线应为虚线所示：UIU1IAI1所以内电阻的测量值小于真实值.C五、练习与例题