物理必修 第三册第2节 科学测量:电源的电动势和内阻教课课件ppt

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1.原理图如图所示2.实验原理改变滑动变阻器接入电路的阻值,测出两组I、U数据,代入方程E=U+Ir,可得到方程组  解此方程组可求得电动势E= ,
1.确定电流表、电压表的量程,按照电路图连接好电路,且使滑动变阻器阻值调到最大。2.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表和电压表有明显的读数,记录一组U、I值。3.用同样的方法,多测几组U、I值。4.断开开关,整理好器材。5.利用代数法或图像法进行数据处理。
1.在用伏安法测电源的电动势和内阻的实验中,应选用新的干电池作为被测电源,以使电压表 读数变化明显。 (　    )2.在用伏安法测电源的电动势和内阻的实验中,偶然误差主要来源于电压表、电流表的读数 以及作U-I图线时描点不准确。 (　    )3.图像法处理实验数据的优点是直观、方便以及减小偶然误差。 (　    )4.只能用电压表和电流表完成测量电动势与内阻的实验。 (　    )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
讲解分析1.代数法运用方程组 ,求解E和r。利用所测U、I值多求几组E和r的值,最后算出它们的平均值。2.图像法以纵轴表示路端电压,横轴表示总电流,建立直角坐标系,将所测多组对应的U、I值进行描点, 然后用平滑的曲线将各点连接起来。由U=E-Ir知,U-I图像是一条斜向下的直线,如图所示。
 (1)直线与纵轴的交点表示电源的电动势E。(2)直线与横轴的交点表示短路电流I0。(3)直线斜率的绝对值等于电源的内阻r=|k|= 。
讲解分析1.实验注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些。可选用已使用过一段时间的干电池。(2)干电池在大电流放电时,电动势会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3 A,短时间放电不宜超过0.5 A。因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完应立即断电。(3)要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些。用方程组求解时,要将测出的I、U数据, 第1次和第4次为一组,第2次和第5次为一组,第3次和第6次为一组,分别解出E、r值再取平均值。
(4)在画U-I图线时,要使较多的点落在一条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏 离直线太远的点可舍去不予考虑。这样,就可使偶然误差得到部分抵消,从而提高精确度。(5)干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画U-I图线时, 纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开 始)。这时图线和横轴的交点不再是短路电流,不过直线斜率的绝对值仍是电源的内阻。2.误差分析(1)系统误差产生系统误差的原因有两种:电压表分流和电流表分压。①电流表相对于待测电阻(电源内阻)外接,如图甲所示。
 a.由于电压表分流IV,故电流表示数I小于电源的输出电流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小于A'B,即实测的E和r都小于真实值。b.对此也可由电路来解释:若把图甲中的R和电流表看成外电路,则电压表可看成内电路的一
部分,故实测的是电源和电压表这个整体等效的r'和E'。电压表和电源并联,故等效内阻r小于 电源内阻r真,即r测