物理必修 第三册第2节 科学测量:电源的电动势和内阻课文课件ppt

这是一份物理必修 第三册第2节 科学测量:电源的电动势和内阻课文课件ppt，共17页。PPT课件主要包含了实验自主学习，图像法，滑动变阻器，U+Ir，U-I，电动势E，最大值，计算法，实验互动探究等内容，欢迎下载使用。

【实验目的】(1)掌握用_____表和_____表测量电动势和内阻的方法。(2)会用计算法和_______求电源的电动势和内阻。【实验器材】待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一个，___________一个，开关一个，导线若干，铅笔，坐标纸
【实验原理】1.计算法：在如图所示的电路中，通过改变___________连入电路的电阻R，测量出___组U、I的数据，就能根据公式E=_____列出关于E和r的二元一次方程组，E=U1+I1r和E=U2+I2r，两式联立可得E=__________，r=____________。
2.图像法：利用U=E-Ir，建立____图像，根据测得数据描点画图如图所示：(1)纵轴截距等于电源的________，横轴截距等于外电路_____时的电流Im=___。(2)直线斜率的绝对值等于电源的_____，即r=| |=___。
【实验步骤】1.明确电流表、电压表的量程，按实验电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为_______的一端。2.闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数，同样的方法，依次记录多组U、I值。3.断开开关S，_____电路。4.利用_______和_______求出电动势和内阻。
【实验过程】一、实验步骤1.选择合适的电压表和电流表的量程电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程。2.按如图甲的实验原理图，连接好如图乙的实物电路。
3.把滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值最大的一端。4.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中。5.断开开关，拆除电路，整理好器材。
二、数据处理1.公式法：联立六组对应的U、I数据，满足关系式U1=E-I1r、U2=E-I2r、U3=E-I3r……让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。2.图像法：(1)在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U-I坐标系。(2)在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧。
(3)干电池内阻较小时，U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些。
(4)直线与纵轴交点的纵坐标值即为电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即r= 。在利用U-I图线求r时，一定要弄清楚在你面前的U-I图线的纵坐标是否是从零开始的，如果从零开始，则r= ，如果不是从零开始，则r=
【误差分析】1.如图所示的电路存在的系统误差的分析：这里由于电压表分流IV，使电流表示数I小于电池的输出电流I真，I真=I+IV，而IV= ，U越大，IV越大，它们的关系可用图乙表示，实测的图线为AB，经过IV修正后的图线为A′B，可看出AB的斜率绝对值和在纵轴上的截距都小于A′B的斜率绝对值和在纵轴上的截距，即实测的E和r都小于真实值。
2.图丙所示的电路存在的系统误差的分析：由于电流表的分压作用，则U真=U测+U′A=U测+IRA，RA为电流表的内阻，这样在U-I图像上对应每个U应加上一修正值ΔU=IRA，由于RA很小，所以在I很小时，ΔU趋于零，I增大，ΔU也增大，理论值与测量值的差异如图丁所示。由图可知：E测=E真，r测>r真(内阻测量误差非常大)。
【实验探究】1.在测定电池的电动势和内阻时，没有电压表，只有电流表和电阻箱，能否测出电池的电动势和内阻呢？ (科学思维)提示：(1)实验电路图
(2)实验原理：由闭合电路的欧姆定律得：E=IR+Ir，图中设电阻箱的阻值为R1时电流为I1，为R2时电流为I2；由E=I1(R1+r)和E=I2(R2+r)解得
2.在测定电池的电动势和内阻时，只有电压表和电阻箱，能否测出电池的电动势和内阻呢？(科学探究)提示：(1)实验电路图