
人教版高中物理必修三《實驗:電池電動勢和內阻的測量》電能能量守恒定律PPT教學課件,共65頁。
學習目標
1.知道伏安法測量電源電動勢和內阻的實驗原理,進一步理解電源路端電壓隨電流變化的關系
2.學會根據圖像合理外推進行數據處理的方法
3.嘗試進行電源電動勢和內電阻測量誤差的分析,了解測量中減小誤差的辦法
一、實驗原理和方法
實驗電路如圖所示,根據閉合電路的歐姆定律,改變R的阻值,測出兩組U、I的值,根據閉合電路歐姆定律可列出兩個方程:
二、實驗器材
待測電池一節,電流表(0~0.6 A)、電壓表(0~3 V)各一個,滑動變阻器一個,開關一個,導線若干.
三、實驗步驟
1.選定電流表、電壓表的量程,按照電路圖把器材連接好.
2.把滑動變阻器的滑片移到電阻______的一端(圖中______端).
3.閉合開關,調節滑動變阻器,使電流表有明顯示數,讀出電壓表示數U和電流表示數I,并填入繪制好的表格(如下表).
4.多次改變滑片的位置,讀出對應的多組數據,并一一填入表中.
四、數據處理
1.公式法
把測量的幾組數據分別代入E=U+Ir中,然后兩個方程為一組,解方程求出幾組E、r的值,最后對E、r分別求________值作為測量結果.
2.圖像法
(1)以I為橫坐標,U為縱坐標建立直角坐標系,根據幾組I、U的測量數據在坐標系中描點.
(2)用直尺畫一條直線,使________的點落在這條直線上,不在直線上的點,能大致均衡地分布在直線__________.
五、誤差分析
1.偶然誤差
有讀數視差和用圖像法求E和r時,由于作圖不準確而造成的偶然誤差.
2.系統誤差
(1)采用如圖甲所示電路(外接法)
在理論上E=U+(IV+IA)r,其中電壓表示數U是準確的電源兩端電壓.實驗中忽略了通過電壓表的電流IV,從而形成誤差(如圖乙中帶箭頭線段所示),而且電壓表示數越大,IV越大.
(2)如果采用如下圖甲所示接法(內接法)
IA為電源電流真實值,理論上有E=U+UA+IAr,其中電流表兩端的UA不可知,從而造成誤差(如下圖乙中帶箭頭線段UA),而且電流表示數越大,UA越大,當電流表示數為零時,UA=0,電壓表示數值為準確值,等于E.
六、注意事項
1.器材或量程的選擇
(1)電池:為了使路端電壓變化明顯,電池的內阻宜大些,可選用已使用過一段時間的1號干電池.
(2)電壓表的量程:實驗用的是一節干電池,因此電壓表量程在大于1.5 V的前提下,越小越好,實驗室中一般采用量程為0~3 V的電壓表.
(3)電流表的量程:對于電池來講允許通過的電流最大為0.5 A,故電流表的量程選0~0.6 A的.
(4)滑動變阻器:干電池的內阻較小,為了獲得變化明顯的路端電壓,滑動變阻器選擇阻值較小一點的.
2.電路的選擇:伏安法測電源電動勢和內阻有兩種接法,由于電流表內阻與干電池內阻接近,所以電流表應采用內接法.
3.實驗操作:電池在大電流放電時極化現象較嚴重,電動勢E會明顯下降,內阻r會明顯增大,故長時間放電不宜超過0.3 A,短時間放電不宜超過0.5 A.因此,實驗中不要將I調得過大,讀電表示數要快,每次讀完后應立即斷電.
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