學(xué)習(xí)

目錄contents01實驗思路02物理量的測量03數(shù)據(jù)分析04兩個參考案例學(xué)習(xí)

目標(biāo)contents01知道測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理。02學(xué)會科學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)的方法：公式法和圖像法。03了解實驗中的誤差來源，了解用不同方法測量得出結(jié)果E和r的誤差分析。04了解伏阻法和安阻法測電動勢和內(nèi)阻的原理學(xué)習(xí)重難點contents01能依據(jù)閉合電路歐姆定律，設(shè)計測量電路02數(shù)據(jù)處理的兩種方法圖像法和數(shù)學(xué)方法03誤差分析是本節(jié)的難點04精準(zhǔn)分析實驗誤差來源，如電流表分壓、電壓表分流等因素對測量結(jié)果的影響，不同的電壓設(shè)計不同的電路引入新課

思考問題：電動勢和內(nèi)阻是電源的兩個重要參量，若電池的電動勢和內(nèi)阻未知，我們該如何測量？有哪些測量方法呢？閉合電路的歐姆定律：測路端電壓、電流伏安法測電流、外電路電阻安阻法測路端電壓、外電路電阻伏阻法實驗思路1.實驗原理閉合電路的歐姆定律：E：待測電動勢

U：路端電壓

I：通過電源的電流

r：待測內(nèi)阻測出兩組路端電壓U和電流I，即可列方程求解出電動勢E和內(nèi)阻r電流表外接法2.實驗原理圖和實物圖2.實驗原理圖和實物圖電流表內(nèi)接法2.把變阻器的滑動片移到使阻值最大的一端；3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄幾組I和U的值；4.斷開開關(guān)，整理好器材；1.確定電流表、電壓表的量程，按原理圖連接電路；3.實驗步驟4.數(shù)據(jù)處理之公式法

為了減小誤差，根據(jù)多次測量的結(jié)果，分別列出若干組聯(lián)立方程，求出若干組E和r，最后以E的平均值和r的平均值作為實驗結(jié)果。這種方法的實驗結(jié)果比只用兩組U、I數(shù)據(jù)求得的結(jié)果誤差小。4.數(shù)據(jù)處理之圖像法由閉合電路的歐姆定律

化簡可得

以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)幾組U、I的測量數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點，下圖是根據(jù)實驗測量的結(jié)果，所描繪的圖像，可以看出這些點大致呈直線分布。

思考問題1：這條直線與電壓及電流坐標(biāo)軸交點的物理意義是什么？怎樣用這些數(shù)據(jù)得到電源的電動勢和內(nèi)阻直線與電壓軸的交點為電源的電動勢：直線與電流軸的交點為短路電流：直線斜率的絕對值是電源的內(nèi)阻：

思考問題1：仔細(xì)觀察會發(fā)現(xiàn)，上面的圖集中在U-I圖像的很小區(qū)域內(nèi)，這樣不利于減小誤差。如何調(diào)整坐標(biāo)軸解決這個問題？調(diào)整后的直線與坐標(biāo)軸的交點是否發(fā)生改變？利用這個圖如何求電源的電動勢和內(nèi)阻呢？4.數(shù)據(jù)處理之圖像法

思考問題2：仔細(xì)觀察會發(fā)現(xiàn)，上面的圖集中在U-I圖像的很小區(qū)域內(nèi)，這樣不利于減小誤差。如何調(diào)整坐標(biāo)軸解決這個問題？調(diào)整后的直線與坐標(biāo)軸的交點是否發(fā)生改變？利用這個圖如何求電源的電動勢和內(nèi)阻呢？4.數(shù)據(jù)處理之圖像法直線與電流軸的交點不再是短路電流直線與電壓軸的交點為電源的電動勢：直線斜率的絕對值還是電源的內(nèi)阻：5.電流表外接法誤差分析2.電動勢和內(nèi)阻的真實值和測量值關(guān)系的分析①圖像分析法1.誤差來源：電壓表的分流作用造成誤差，電壓的值越大，電表的分流越多，對應(yīng)的(即干路電流)與(即電流表的示數(shù))的差值

就越大由電路圖可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為零時，即電源短路時，通過電流表和電源的電流相等，即由電路圖可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)不為零時，通過電流表的電流和干路流的關(guān)系為2.電動勢和內(nèi)阻的真實值和測量值關(guān)系的分析5.電流表外接法誤差分析由上面的分析作出電源的U-I圖像，由圖像可知：②等效電源法把電壓表和電源組成的閉合回路作為一個新電源電動勢的測量值是電壓表兩端的電壓內(nèi)阻的測量值是電壓表的電阻和電源的內(nèi)阻的并聯(lián)值等效電源③解析式分析法2.電動勢和內(nèi)阻的真實值和測量值關(guān)系的分析5.電流表外接法誤差分析由右圖可知，不考慮電壓表的分流作用可得由右圖可知，若考慮電壓表的分流作用可得由以上兩式可得：3.電流表外接法的適用條件和減小誤差的方法5.電流表外接法誤差分析①適用條件為：內(nèi)阻較小的電源由這兩式

分析可得：②因電壓表的分流產(chǎn)生誤差，故電壓表的內(nèi)阻越大，通過電壓表的電流就越小。所以選用阻值較大的電壓表，可以減小誤差。6.電流表內(nèi)接法誤差分析1.誤差來源：流表的分壓作用造成誤差，即電壓表測量的不是電源的路端電壓。電流越大，電流表分壓越多，對應(yīng)的

與

的誤差

越大

2.電動勢和內(nèi)阻的真實值和測量值關(guān)系的分析①圖像分析法當(dāng)電源斷路時，即電路中的電流為零時，路端電壓的測量值和真實值相等：當(dāng)電源不斷路時，電路中的電流不為零時，測量值與真實值的關(guān)系為6.電流表內(nèi)接法誤差分析2.電動勢和內(nèi)阻的真實值和測量值關(guān)系的分析①圖像分析法由上面的分析作出電源的U-I圖像，由圖像可知：②等效電源法等效電源把電流表和電源串聯(lián)作為一個新電源電動勢的測量值等于真實值內(nèi)阻的測量值是電流表的電阻和電源的內(nèi)阻的串聯(lián)聯(lián)值：③解析式分析法6.電流表內(nèi)接法誤差分析2.電動勢和內(nèi)阻的真實值和測量值關(guān)系的分析由右圖可知，不考慮電流表的分壓作用由右圖可知，若考慮電流表的分壓作用由以上兩式可得3.電流表外接法的適用條件和減小誤差的方法6.電流表內(nèi)接法誤差分析①適用條件為：內(nèi)阻較大的電源由這兩式

分析可得：②因電流表的分壓產(chǎn)生誤差，故電流表的內(nèi)阻越小，電流表兩端的電壓就越小。所以選用阻值較小的電流表，可以減小誤差。1.實驗原理采用一個電阻箱、一塊電壓表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)使用過的干電池的電動勢和內(nèi)阻。原理：原理圖2.數(shù)據(jù)處理——平均值法由

知，只要用電壓表和電阻箱測出U、R的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，電路圖如圖所示.2.數(shù)據(jù)處理——圖像法由化簡可得圖像與縱軸的交點即為電動勢的倒數(shù)圖像的斜率為圖像與橫軸的交點即為內(nèi)阻的倒數(shù)負(fù)值作出

的圖像，如右圖所示，由圖像可得：3.誤差分析①誤差來源：電壓表的分流引起系統(tǒng)誤差。通過電源的電流我們認(rèn)為是實際通過電源的電流為：②測量值和真實值的關(guān)系：③消除誤差的方法：電壓表的分流。電壓表內(nèi)阻已知，可消除系統(tǒng)誤差。采用一個電阻箱、一塊電流表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)使用過的干電池的電動勢和內(nèi)阻。1.實驗原理原理：原理圖2.數(shù)據(jù)處理——平均值法由

知，只要用電流表和電阻箱測出I、R的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，電路圖如圖所示.2.數(shù)據(jù)處理——圖像法化簡可得圖像與縱軸的交點即為電動勢的倒數(shù)圖像的斜率為由圖像與橫軸的交點即為內(nèi)阻的負(fù)數(shù)作出

的圖像，如右圖所示，由圖像可得：3.誤差分析①誤差來源：電流表的分壓引起系統(tǒng)誤差。不考慮電流表的分壓作用：②測量值和真實值的關(guān)系：③消除誤差的方法：電流表的分壓，電流表內(nèi)阻已知，可消除系統(tǒng)誤差。考慮電流表的分壓作用：測量水果電池的電動勢呢內(nèi)阻伏安法測電動勢和內(nèi)阻電流表外接法電流表內(nèi)接法實驗原理數(shù)據(jù)處理公式法圖像法等效電源法誤差分析誤差來源兩者關(guān)系

電壓表分流誤差分析誤差來源兩者關(guān)系

電流表分壓伏阻法安阻法測電動勢和內(nèi)阻伏阻法安阻法誤差分析誤差來源兩者關(guān)系

電流表分壓實驗原理實驗原理圖誤差來源兩者關(guān)系

電壓表分流誤差分析實驗原理實驗原理圖典例1.(多選)(2024·肇慶市高二期末)某實驗小組通過圖甲所示的實驗電路圖測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U－I圖線，以下結(jié)論正確的是A.干電池內(nèi)阻的測量值為3.5ΩB.干電池內(nèi)阻的測量值偏小C.干電池電動勢的測量值1.40VD.實驗誤差來源于電流表分壓典例2.系統(tǒng)誤差是由于實驗原理等原因而產(chǎn)生的誤差，在“測電源電動勢和內(nèi)阻”實驗中由于電表的內(nèi)阻所產(chǎn)生的誤差即為系統(tǒng)誤差。關(guān)于該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因以及影響，以下正確的是(

)A.電流表分壓，測得的電源電動勢偏大 B.電流表分壓，測得的電源電動勢偏小C.電壓表分流