高中物理 第四章 第4講 閉合電路歐姆定律和邏輯電路課件 魯科版選修31.ppt

高中物理 選修3 1 魯科版 第四章閉合電路歐姆定律和邏輯電路 第四講測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 目標(biāo)定位 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 1 掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?原理 步驟 會(huì)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 會(huì)進(jìn)行誤差分析 1 2 3 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 一 測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的原理 改變滑動(dòng)變阻器電壓表電流表ui 二 測量數(shù)據(jù)處理方法 1 滑動(dòng)變阻器滑片電壓表電流表ui 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 2 ui電動(dòng)勢e電源的內(nèi)阻 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 課堂講義 測電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案有以下三種 以伏安法為例 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 一 伏安法 由e u ir知 只要測出u i的兩組數(shù)據(jù) 就可以列出兩個(gè)關(guān)于e r的方程 從而解出e r 用到的器材有電池 開關(guān) 滑動(dòng)變阻器 電壓表 電流表 電路圖如圖所示 1 電流表用0 0 6a量程 電壓表用0 3v量程 按實(shí)驗(yàn)原理圖連接好電路 2 把滑動(dòng)變阻器的滑片移到一端 使其阻值最大 1 實(shí)驗(yàn)步驟 3 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 使電流表有明顯的示數(shù) 記錄一組數(shù)據(jù) i1 u1 用同樣的方法測量幾組i u值 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 課堂講義 測電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案有以下三種 以伏安法為例 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 1 實(shí)驗(yàn)步驟 4 斷開開關(guān) 整理好器材 5 處理數(shù)據(jù) 用公式法和作圖法這兩種方法求出電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 1 求平均值法 可以利用u i的值多求幾組e r的值 算出它們的平均值 由e u1 i1r e u2 i2r可解得e r 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 課堂講義 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 本實(shí)驗(yàn)中 為了減少實(shí)驗(yàn)誤差 一般用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 即根據(jù)多次測出的u i值 作u i圖象 2 作u i圖象法 將圖線兩側(cè)延長 縱軸截距點(diǎn)意味著斷路情況 它的數(shù)值就是電池電動(dòng)勢e 橫軸截距點(diǎn) 路端電壓u 0 意味著短路情況 它的數(shù)值就是短路電流 圖線斜率的絕對值即電池的內(nèi)阻r 即r 如圖所示 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 課堂講義 3 注意事項(xiàng) 1 為使電池的路端電壓有明顯變化 應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表 2 實(shí)驗(yàn)中不能將電流調(diào)得過大 且讀數(shù)要快 讀完后立即切斷電源 防止干電池大電流放電時(shí)內(nèi)阻r的明顯變化 3 當(dāng)干電池的路端電壓變化不很明顯時(shí) 作圖象時(shí) 縱軸單位可取得小一些 且縱軸起點(diǎn)可不從零開始 4 如圖所示 此時(shí)圖線與縱軸交點(diǎn)仍為電池的電動(dòng)勢e 但圖線與橫軸交點(diǎn)不再是短路電流 內(nèi)阻要在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)用r 求出 沒從0開始 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 課堂講義 4 誤差分析 1 偶然誤差 主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作u i圖象時(shí)描點(diǎn)不準(zhǔn)確 2 系統(tǒng)誤差 主要原因是電壓表的分流作用 使得電流表上讀出的數(shù)值比流過電源的電流偏小一些 u越大 電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就越大 將測量結(jié)果與真實(shí)情況在u i坐標(biāo)系中表示出來 可以得到e測 e真 r測 r真 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 課堂講義 二 安阻法 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 由e ir ir可知 只要能得到i r的兩組數(shù)據(jù) 列出關(guān)于e r的兩個(gè)方程 就能解出e r 用到的器材有電池 開關(guān) 電阻箱 電流表 電路圖如圖所示 三 伏阻法 由e u ur r知 如果能得到u r的兩組數(shù)據(jù) 列出關(guān)于e r的兩個(gè)方程 就能解出e r 用到的器材是電池 開關(guān) 電阻箱 電壓表 電路圖如圖所示 課堂講義 1 備有如下器材a 干電池1節(jié)b 滑動(dòng)變阻器 0 20 c 滑動(dòng)變阻器 0 1k d 電壓表 0 3v e 電流表 0 0 6a f 電流表 0 3a g 開關(guān) 導(dǎo)線若干其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 電流表應(yīng)選 只填器材前的序號 內(nèi)阻較小 便于調(diào)節(jié) b e 2 為了最大限度的減小實(shí)驗(yàn)誤差 請?jiān)谔摼€框中畫出該實(shí)驗(yàn)最合理的電路圖 3 某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的u i圖象如圖所示 由圖象可得電池的電動(dòng)勢為 v 內(nèi)電阻為 電動(dòng)勢 1 5 1 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 例1在 用電流表和電壓表測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻 的實(shí)驗(yàn)中 一 伏安法測e r的儀器選擇與實(shí)驗(yàn)原理 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 課堂講義 例2用電流表和電壓表測定電池的電動(dòng)勢e和內(nèi)阻r 所用電路如圖a所示 一位同學(xué)測得的六組數(shù)據(jù)如下表所示 1 試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖b中作出u i圖線 2 根據(jù)圖線求出電池的電動(dòng)勢e v 電池的內(nèi)阻r e 1 45v 1 45 0 69 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 二 伏安法測電阻的數(shù)據(jù)處理 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 課堂講義 例3某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示電路測量電池組的電動(dòng)勢e和內(nèi)阻r 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的r 圖線 其中r為電阻箱讀數(shù) i為電流表讀數(shù) 由此可以得到e r 解析 e i r r r 0 9 2 9v 0 9 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 三 安阻法 或伏阻法 測e r的實(shí)驗(yàn)原理與數(shù)據(jù)處理 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 對點(diǎn)練習(xí) 在做測干電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)備有下列器材可供選用 a 干電池 電動(dòng)勢約為1 5v b 直流電流表 量程為0 0 6 3a 0 6a擋內(nèi)阻為0 10 3a擋內(nèi)阻為0 025 c 直流電壓表 量程為0 3 15v 3v擋內(nèi)阻為5k 15v擋內(nèi)阻為25k d 滑動(dòng)變阻器 阻值范圍為0 15 允許最大電流為1a e 滑動(dòng)變阻器 阻值范圍為0 1000 允許最大電流為0 5a f 開關(guān)g 導(dǎo)線若干h 電池夾 測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 解析 只有1節(jié) 不易過大 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 課堂講義 對點(diǎn)練習(xí) 對點(diǎn)練習(xí) 在做測干電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)備有下列器材可供選用 a 干電池 電動(dòng)勢約為1 5v b 直流電流表 量程為0 0 6 3a 0 6a擋內(nèi)阻為0 10 3a擋內(nèi)阻為0 025 c 直流電壓表 量程為0 3 15v 3v擋內(nèi)阻為5k 15v擋內(nèi)阻為