測量電池的電動勢和內阻 課件(滬科版選修3-1)

1、欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律42測量電源的電動勢和內阻測量電源的電動勢和內阻欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律目標導航目標導航1.了解測量電源的電動勢和內阻的原理和實驗了解測量電源的電動勢和內阻的原理和實驗電路電路(重點重點)2會用電壓表和電流表正確連接電路會用電壓表和電流表正確連接電路3會用會用UI圖線處理實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)圖線圖線處理實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)圖線測出電源的電動勢和內阻測出電源的電動勢和內阻(重點重點)欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律新知初探自學導引新知初探自學導引一、實驗目的一、實

2、驗目的1了解測量電源的電動勢和內阻的方法了解測量電源的電動勢和內阻的方法2會用圖像法求電動勢和內阻的方法，了解會用圖像法求電動勢和內阻的方法，了解路端電壓路端電壓U與干路電流與干路電流I的關系圖像的關系圖像(即即UI圖圖像像)與縱橫坐標軸交點的意義以及圖像斜率的與縱橫坐標軸交點的意義以及圖像斜率的意義意義欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律二、實驗原理二、實驗原理1公式法：如圖公式法：如圖421所示，由閉合電路所示，由閉合電路的歐姆定律得的歐姆定律得EUIr改變變阻器的阻值，從改變變阻器的阻值，從電流表、電壓表中讀出電流表、電壓表中讀出幾組幾組U和和I值，組成方程

3、組可求解值，組成方程組可求解E、r.圖圖421欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律2圖像法：利用圖像法：利用UEIr建立建立UI圖像根據(jù)圖像根據(jù)測得數(shù)據(jù)描點畫圖，利用圖線截距、斜率的測得數(shù)據(jù)描點畫圖，利用圖線截距、斜率的意義求意義求E、r.三、實驗器材三、實驗器材被測電源被測電源(干電池干電池)、_、電壓表、電壓表、_、電鍵和導線等、電鍵和導線等電流表電流表滑動變阻器滑動變阻器欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律四、實驗步驟四、實驗步驟1確定電流表、確定電流表、_的量程，按實驗的量程，按實驗原理圖將如圖原理圖將如圖422所示電路器材連

4、接好所示電路器材連接好電壓表電壓表圖圖422欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律2把變阻器的滑片移到一端使阻值把變阻器的滑片移到一端使阻值_3閉合電鍵，調節(jié)變阻器，使電流表有明顯閉合電鍵，調節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組示數(shù)，記錄一組_和和_的示數(shù)，的示數(shù)，用同樣方法測量并記錄幾組用同樣方法測量并記錄幾組I和和U值值4斷開開關，整理好器材斷開開關，整理好器材5數(shù)據(jù)處理：用原理中的方法計算或從數(shù)據(jù)處理：用原理中的方法計算或從UI圖像中找出圖像中找出E和和r.最大最大電流表電流表電壓表電壓表欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律要點

5、探究講練互動要點探究講練互動要點要點1實驗數(shù)據(jù)的處理實驗數(shù)據(jù)的處理1公式法公式法利用依次記錄的多組數(shù)據(jù)利用依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般一般6組組)，分別記錄，分別記錄如下表所示：如下表所示：欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律2圖像法圖像法把測出的多組把測出的多組U、I值，在值，在UI圖中描點畫圖圖中描點畫圖像，使像，使UI圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標點或圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標點或使各坐標點大致分布使各坐標點大致分布在直線的兩側，在直線的兩側，如圖如圖423所示，所示，圖圖423欄目欄目導引導引第第4章探

6、究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律在用電壓表和電流表測電源的電動勢和在用電壓表和電流表測電源的電動勢和內阻的實驗中，所用電壓表和電流表的內阻分內阻的實驗中，所用電壓表和電流表的內阻分別為別為1 k和和0.1 ，圖，圖424中為實驗原理圖中為實驗原理圖及所需器及所需器件圖件圖例例1圖圖424欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律(1)在圖中畫出連線，將器件按原理圖連接成在圖中畫出連線，將器件按原理圖連接成實驗電路實驗電路(2)一位同學記錄的一位同學記錄的6組數(shù)據(jù)見下表，試根據(jù)這組數(shù)據(jù)見下表，試根據(jù)

7、這些數(shù)據(jù)在圖些數(shù)據(jù)在圖425中畫出中畫出UI圖像，根據(jù)圖圖像，根據(jù)圖像讀出電源的電動勢像讀出電源的電動勢E_V，求出電，求出電源內阻源內阻r_.欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律圖圖425欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律【精講精析精講精析】(1)按照實驗原理圖將器件連成實物電路，如按照實驗原理圖將器件連成實物電路，如圖圖426所示所示圖圖426欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律(2)根據(jù)根據(jù)U、I數(shù)據(jù)，在方格紙數(shù)據(jù)，在方格紙UI坐標上找點坐標上找點描跡，如圖描跡，如圖427.然后將直線延長，交然后

8、將直線延長，交U軸軸于于U11.46 V，此，此即為電源電動勢；即為電源電動勢；圖圖427欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律【答案】【答案】(1)見精講精析見精講精析(2)1.460.71欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律要點要點2實驗中的注意事項及誤差分析實驗中的注意事項及誤差分析1注意事項注意事項(1)選用內阻適當大一些的電壓表選用內阻適當大一些的電壓表(2)電流表要與變阻器串聯(lián)在同一支路，即電電流表要與變阻器串聯(lián)在同一支路，即電壓表直接測量電源的路端電壓壓表直接測量電源的路端電壓(3)兩表應選擇合適的量程，使測量時偏轉角兩表

9、應選擇合適的量程，使測量時偏轉角大些，以減小讀數(shù)時的相對誤差大些，以減小讀數(shù)時的相對誤差欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律(4)盡量多測幾組盡量多測幾組U、I數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(一般不少于一般不少于6組組)，且數(shù)據(jù)變化范圍要大些且數(shù)據(jù)變化范圍要大些(5)作作UI圖像時，讓盡可能多的點落在直線圖像時，讓盡可能多的點落在直線上上,不落在直線上的點均衡分布在直線兩側不落在直線上的點均衡分布在直線兩側2誤差分析誤差分析(1)偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作讀數(shù)以及作UI圖像時描點不很準確圖像時描點不很準確(2)系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差來

10、源于未計電壓表分系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差來源于未計電壓表分流，近似將電流表的示數(shù)看做干路電流流，近似將電流表的示數(shù)看做干路電流欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律實際上電流表的示數(shù)比干路電流略小如果實際上電流表的示數(shù)比干路電流略小如果由實驗得到的數(shù)據(jù)作出圖由實驗得到的數(shù)據(jù)作出圖428中實線中實線a所所示的圖像，那么考慮到電壓表的分流后，得示的圖像，那么考慮到電壓表的分流后，得到的到的UI圖像應是圖中的圖像應是圖中的虛線虛線b，由此可見，按圖所，由此可見，按圖所示的實驗電路測出的電源示的實驗電路測出的電源電動勢電動勢E測測E真真，電源內，電源內電阻電阻r測測r真真圖圖42

11、8欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律(3)分析：分析：外電路短路時，實驗原理圖所示外電路短路時，實驗原理圖所示的實驗電路中，電流表的示數(shù)的實驗電路中，電流表的示數(shù)(即干路電流的即干路電流的測量值測量值)I測測近似等于干路電流的真實值，所以近似等于干路電流的真實值，所以圖中圖中a、b兩圖線幾乎交于短路電流處兩圖線幾乎交于短路電流處當路端電壓當路端電壓(即電壓表示數(shù)即電壓表示數(shù))為為U1時，由于電時，由于電流表示數(shù)流表示數(shù)I1測測小于干路電流小于干路電流I1真真，所以，所以a、b兩圖兩圖線出現(xiàn)了圖所示的差異線出現(xiàn)了圖所示的差異欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆

12、定律章探究閉合電路歐姆定律在測量電源的電動勢和內電阻時，下在測量電源的電動勢和內電阻時，下列注意事項中正確的是列注意事項中正確的是()A應選用舊的干電池作為被測電源，以使電應選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯壓表示數(shù)的變化比較明顯B應選用內阻較小的電壓表和電流表應選用內阻較小的電壓表和電流表C移動變阻器的觸頭時，不能使滑動變阻器移動變阻器的觸頭時，不能使滑動變阻器短路造成電流表過載短路造成電流表過載例例2欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律D根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作UI圖像時，應通圖像時，應通過盡可能多的點畫一條直線，并使不在

13、直線過盡可能多的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側上的點大致均勻分布在直線兩側【精講精析精講精析】舊的干電池內阻較大，電壓舊的干電池內阻較大，電壓變化明顯，能減小實驗誤差，變化明顯，能減小實驗誤差，A正確；在實驗正確；在實驗中，為減小誤差，應選用內阻較小的電流表中，為減小誤差，應選用內阻較小的電流表和內阻較大的電壓表，和內阻較大的電壓表，B錯誤；錯誤；欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律在在C選項中，易燒壞電流表，選項中，易燒壞電流表，C正確；在作圖正確；在作圖時，應使盡可能多的點落在直線上，不在直時，應使盡可能多的點落在直線上，不在直線上的點

14、應大致均勻分布在直線兩側線上的點應大致均勻分布在直線兩側,D正確正確【答案答案】ACD欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律要點要點3創(chuàng)新實驗方案創(chuàng)新實驗方案1利用電流表和電阻箱進行測量利用電流表和電阻箱進行測量實驗原理：由實驗原理：由EIRIr可知，通過改變可變可知，通過改變可變電阻電阻R的阻值，即可讀出電路中對應的兩組電的阻值，即可讀出電路中對應的兩組電流值，然后，列方程組流值，然后，列方程組求出電源電動勢和內阻求出電源電動勢和內阻此法所用電路圖如圖此法所用電路圖如圖429所示所示圖圖429欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律2利用

15、電壓表和電阻箱進行測量利用電壓表和電阻箱進行測量圖圖4210欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律3利用兩只電壓表進行測量利用兩只電壓表進行測量實驗原理：測量電路如圖所示，斷開實驗原理：測量電路如圖所示，斷開S時，測時，測得兩電壓表的示數(shù)分別為得兩電壓表的示數(shù)分別為U1、U2，再閉合，再閉合S，此時電壓表此時電壓表V1的示數(shù)為的示數(shù)為U1.然后列方程組求然后列方程組求出電源電動勢和內阻出電源電動勢和內阻此法所用電路圖如圖此法所用電路圖如圖4211所示所示圖圖4211欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律4利用兩只電流表進行測量利用兩只電流

16、表進行測量實驗原理：通過改變可變電阻實驗原理：通過改變可變電阻R1的阻值，即的阻值，即可讀出電路中對應的兩組電流值，一般這類可讀出電路中對應的兩組電流值，一般這類問題有一個電流表電阻問題有一個電流表電阻已知，列方程組求出電已知，列方程組求出電源電動勢和內阻此法源電動勢和內阻此法所用電路圖如圖所用電路圖如圖4212所示所示圖圖4212欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律(2011高考四川理綜卷高考四川理綜卷)為測量一電源的為測量一電源的電動勢及內阻電動勢及內阻(1)在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9 V的電壓表；的電壓表；A量

17、程為量程為1 V、內阻大約為、內阻大約為1 k的電壓表的電壓表V1B量程為量程為2 V、內阻大約為、內阻大約為2 k的電壓表的電壓表V2C量程為量程為3 V、內阻為、內阻為3 k的電壓表的電壓表V3選擇電壓表選擇電壓表_串聯(lián)串聯(lián)_k的電阻的電阻可以改裝成量程為可以改裝成量程為9 V的電壓表的電壓表例例3欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律(2)利用一個電阻箱、一只開關、若干導線和利用一個電阻箱、一只開關、若干導線和改裝好的電壓表改裝好的電壓表(此表用符號此表用符號V1、V2或或V3與一與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表)，

18、在虛線框內畫出測在虛線框內畫出測電源電動勢及內阻電源電動勢及內阻的實驗原理電路圖的實驗原理電路圖欄目欄目導引導引第第4章探究閉合電路歐姆定律章探究閉合電路歐姆定律(3)根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗，讀出根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗，讀出電壓表示數(shù)為電壓表示數(shù)為1.50 V時、電阻箱的阻值為時、電阻箱的阻值為15.0 ；電壓表示數(shù)為；電壓表示數(shù)為2.00 V時，電阻箱的阻值為時，電阻箱的阻值為40.0 ，則電源的電動勢，則電源的電動勢E_V、內、內阻阻r_.【精講精析精講精析】(1)若要把已知量程的電壓表若要把已知量程的電壓表改裝成大量程的電壓表，原理是在已知量程改裝成大量程的電壓表，原理是在已知量程的電壓表上串聯(lián)一定阻值的電阻的電壓表上串聯(lián)一定阻值的電阻欄目欄目導引導引第