1、測定電源的電動勢和內(nèi)阻的誤差分析及變式1 1、基本原理基本原理 2 2、實驗基本電路、實驗基本電路 AV甲閉合電路的歐姆定律：閉合電路的歐姆定律：r rAV乙實驗步驟 (1) (1) 連接電路，開始開關(guān)應(yīng)處于連接電路，開始開關(guān)應(yīng)處于斷開斷開狀態(tài)狀態(tài), , 滑動變阻器滑動變阻器阻值調(diào)到最大阻值調(diào)到最大. . (3)(3)閉合電鍵，閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，讀出，讀出電流電流I I、電壓、電壓U U的值的值, , 重復(fù)重復(fù) 5 5 次次 , ,列表記錄列表記錄. .AVKE,r(2) 檢查檢查:電表的指針是否指零電表的指針是否指零 量程選擇合適量程選擇合適, (4

2、)(4)整理好器材整理好器材, ,利用利用公式公式或或U-IU-I圖象圖象處理記錄的處理記錄的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù), ,求出電源的求出電源的E E和和r.r.3 3、系統(tǒng)誤差原因分析、系統(tǒng)誤差原因分析r 測測 r真真 AV甲AV乙E測測 E真真E測測 = E真真1U.2U-.真真E測測EIU1VI2VI1I2I1U.2U.測測EIU1AU2AU1I2I4 4、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗數(shù)據(jù)處理2121211IIIUUIE 把所測量的數(shù)據(jù)代入把所測量的數(shù)據(jù)代入U = EU = EIr Ir， 計算出計算出 ， 21121IIUUr 同理，把其它幾組同理，把其它幾組 r r2 2、r r3 3、E E2 2、E E3

3、 3算出來，算出來， 用公式，用公式， 即為所測電源的電動勢和內(nèi)阻。即為所測電源的電動勢和內(nèi)阻。3EEEE3213rrrr321 平均值法平均值法 圖象法圖象法I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3丙1.5U/V00.51.01.5I/A0.10.20.30.40.5*甲I/A乙0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.1注意事項(1)(1)電池的選擇電池的選擇: : 為使實驗中為使實驗中U U隨隨I I的變化明顯，應(yīng)選用的變化明顯，應(yīng)選用內(nèi)阻較大內(nèi)阻較大的電的電池，可以池，可以用舊些的干電池用舊些的干電池，但過舊的電池雖然內(nèi)阻大，但過舊的電池雖然內(nèi)阻大

4、，但電動勢不穩(wěn)定，也不宜使用但電動勢不穩(wěn)定，也不宜使用. .二、電源電動勢與內(nèi)阻測量的基本情景變式二、電源電動勢與內(nèi)阻測量的基本情景變式變式一實驗中除了待測電池和電鍵導(dǎo)線外只有電阻箱和電流表，變式一實驗中除了待測電池和電鍵導(dǎo)線外只有電阻箱和電流表， 測定電源的電動勢和內(nèi)電阻。如何測？測定電源的電動勢和內(nèi)電阻。如何測？（1 1）電路如圖所示：）電路如圖所示：A（2 2）主要步驟）主要步驟改變電阻箱阻值改變電阻箱阻值R R，測出對應(yīng)的電流，測出對應(yīng)的電流I I由（由（E=IE=I1 1R R1 1+I +I1 1r r， E=IE=I2 2R R2 2+I +I2 2r r） 得：得： 21122

5、1II)R(RIIE211122IIRIRIr若能測出多組若能測出多組I I、R R值，以值，以R R為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)， 為橫坐標(biāo)，作出為橫坐標(biāo)，作出 圖象，由于圖象，由于 ，可知這條圖線是直線，直線在縱軸的截距可知這條圖線是直線，直線在縱軸的截距r r，圖線的斜率，圖線的斜率E=tanE=tan。I1I1RrIER變式二實驗中除了待測電源和電鍵導(dǎo)線外，只有電阻箱和電壓變式二實驗中除了待測電源和電鍵導(dǎo)線外，只有電阻箱和電壓 表，如何測？表，如何測？ （1 1）電路如圖所示）電路如圖所示V1/IR-r（2 2）主要步驟）主要步驟 改變電阻箱阻值改變電阻箱阻值R R，測出對應(yīng)，測出對應(yīng)的電壓的電

6、壓U U由由 ， 求出電源的電動勢和內(nèi)阻求出電源的電動勢和內(nèi)阻rRUUE111rRUUE222變式三今有一個阻值為變式三今有一個阻值為55的定值電阻，一個理想電壓表的定值電阻，一個理想電壓表( (量程大量程大于電源電動勢于電源電動勢) )，開關(guān)及導(dǎo)線若干，能否測電源電動勢和，開關(guān)及導(dǎo)線若干，能否測電源電動勢和 內(nèi)阻？內(nèi)阻？（2 2）主要步驟：）主要步驟：（3 3）電源電動勢和內(nèi)阻：）電源電動勢和內(nèi)阻：RUUUr221閉合閉合K K1 1 、 K K2 2 ，記下電壓表讀數(shù)記下電壓表讀數(shù)U U2 2（1 1）電路如圖所示：）電路如圖所示： 斷開斷開K K2 2、閉合、閉合K K1 1，記下電壓表

7、讀數(shù)記下電壓表讀數(shù)U U1 1E=U1變式四今有一個阻值為變式四今有一個阻值為1010的定值電阻，一個電壓表，開關(guān)和導(dǎo)的定值電阻，一個電壓表，開關(guān)和導(dǎo)線若干，電壓表表盤上有刻度但無刻度值。請設(shè)計一個能測定某電線若干，電壓表表盤上有刻度但無刻度值。請設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻的實驗方案（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電動勢，源內(nèi)阻的實驗方案（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐）。電源內(nèi)阻約為幾歐）。要求：要求： 畫出實驗電路圖畫出實驗電路圖 簡要寫出完成接線后的實驗步驟簡要寫出完成接線后的實驗步驟 寫出需測量的量，計算電源內(nèi)阻的表達式寫出需測量的量，計算電源內(nèi)阻的表達式

8、 （1 1）電路如圖所示：）電路如圖所示： （2 2）主要步驟：）主要步驟：斷開斷開K K2 2、閉合、閉合K K1 1，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N N1 1 閉合閉合K K1 1 、 K K2 2 ，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N N2 2 （3 3）電源內(nèi)阻：）電源內(nèi)阻：221221NNN10RNNNr 變式五有兩只伏特表變式五有兩只伏特表V1V1和和V2V2，量程已知，內(nèi)阻不知，另有一干，量程已知，內(nèi)阻不知，另有一干電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但大小未知。只有這兩只伏特表，電電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但大小未知。只有這兩只伏特表，電鍵和連接導(dǎo)線若干，要求通過測量計算出干電池

9、的電動勢（已知鍵和連接導(dǎo)線若干，要求通過測量計算出干電池的電動勢（已知電動勢不超過伏特表的量程）電動勢不超過伏特表的量程）要求：要求： 畫出測量時所用的電路圖畫出測量時所用的電路圖 以測量的量為已知量，導(dǎo)出計算電動勢的表達式以測量的量為已知量，導(dǎo)出計算電動勢的表達式 （1 1）電路如圖所示：）電路如圖所示：S1V1S2V2（2 2）主要步驟：）主要步驟：閉合閉合S S1 1、S S2 2，記下，記下V V1 1的讀數(shù)的讀數(shù)U U1 1，則則 rRUUEV111由上兩式可得：由上兩式可得： 1121UUUUE閉合閉合S S1 1、斷開、斷開S S2 2，記下，記下V V1 1的讀數(shù)的讀數(shù) ，V

10、V2 2的讀數(shù)的讀數(shù)U U2 2，則，則 rRUUUEV11211UAV（一）（一）AV（二）（二）變式六變式六. . 判斷下列電路能否測電源電動勢和內(nèi)阻判斷下列電路能否測電源電動勢和內(nèi)阻 （電表都是理想電表）（電表都是理想電表）AV（三）（三） 已知電阻AV（四）（四） 已知電阻變式七測量電源變式七測量電源B B的電動勢的電動勢E E及電阻及電阻r r（E E約為約為4.5V4.5V，r r約為約為1.51.5） 器材：量程器材：量程3V3V的理想電壓表、量程的理想電壓表、量程0.5A0.5A的電流表（具有一定內(nèi)的電流表（具有一定內(nèi) 阻）、固定電阻阻）、固定電阻R=4R=4、電鍵、電鍵K K

11、、滑線變阻器、滑線變阻器RR、導(dǎo)線若干、導(dǎo)線若干要求：要求： 畫出實驗電路原理圖（圖中各元件需用題目中給出的符畫出實驗電路原理圖（圖中各元件需用題目中給出的符 號或字母標(biāo)出）號或字母標(biāo)出） 實驗中，當(dāng)電流表讀數(shù)為實驗中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I I1 1時，電壓表讀數(shù)為時，電壓表讀數(shù)為U U1 1，當(dāng)電，當(dāng)電 流表讀數(shù)為流表讀數(shù)為I I2 2時，電壓表讀數(shù)為時，電壓表讀數(shù)為U U2 2，則可以求出則可以求出E= _E= _ r= _ r= _（用（用I I1 1、I I2 2、U U1 1、U U2 2及及R R表示）表示）（1 1）電路如圖所示：）電路如圖所示：AVKBRR211221IIUIUIE

12、2）（RIIUUr2112VRIIUUr2112211221IIUIUIEAR.EK.VAR.)(11rRIUE)(22rRIUE定值電阻的雙重作用（1）對電路起保護作用（2）增大電源內(nèi)阻，使外電壓變化范圍增大VA.E rS.V.+A+電壓表的量程明顯小于電源電動勢，只能用于變阻器阻值比較小的時候測量，本來路端電壓的變化范圍就變大，這樣進一步縮水，使路端電壓的變化范圍進一步減小，將使實驗誤差很大。因此需要擴大電壓表的量程。IR1E rAS.R)(rRIErIER19 . 0r.VE9 . 2用安培表和電阻箱法測定電源的電動勢和內(nèi)電阻。并且利用圖像法（找解析式是關(guān)鍵）處理實驗數(shù)據(jù).不管什么方法測

13、電動勢和內(nèi)電阻，實驗原理都是閉合電路歐姆定律，RUUUr221.ERK1V.K2.思路：用伏特表和兩個定值電阻法測定電源的電動勢和內(nèi)電阻，但是缺一個定值電阻只能建立一個閉合電路歐姆定律的方程式，解不出電動勢E和內(nèi)電阻r兩個未知量，必須再建立一個方程。只能用K2閉合時電路的工作狀態(tài)了。另外如果對用單個伏特表單獨測電動勢的方法熟悉的話，問題就解決了。1UE rRUUE22RUUU3231UaVRR1K1K2b1UE rRRUUE122)(133rRRUUE思路：屬于用伏特表和兩個定值電阻法測定電源的電動勢和內(nèi)電阻模型，但是題目多了一個未知量R1,除原來實驗方法外，必須再建立一個方程。只能用k1斷開

14、K2閉接到a時電路的工作狀態(tài)了。另外如果對用單個伏特表單獨測電動勢的方法熟悉的話，問題就解決了。VS2S1R2R1REba00.50.72.81V1 /U11 /RERRRRU21bRkERERRERRRRU11112121VbE7101621kERR2 . 12R做本實驗時，應(yīng)該用舊干電池，原因在于其內(nèi)阻較大，使路端電壓有明顯變化，以減小實驗誤差。乙同學(xué)的做法與甲同學(xué)的做法相比，相當(dāng)于電源的內(nèi)阻減小，這樣電壓表的變化范圍減小，誤差增大。111RRU VAESRR0【解析解析】由于電源是一節(jié)干電池（由于電源是一節(jié)干電池（1.5V），所選量），所選量程為程為3V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾歐姆左右，加上保護電阻，最大電流在阻一般幾歐姆左右，加上保護電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電內(nèi)阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取010能很好地