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1、铅山一中铅山一中 陈志锋陈志锋02 八月 2024“问题能激发我们去学习、去发现、去实验、去观察。”-波普 三维目标三维目标l（一）知识与技能（一）知识与技能l1、知道测量电源的电动势和内阻的实验原理，进一步感受电源路端电压随电流变化的关系。l2、能用解析法和图象法进行数据处理，求出电源的电动势和内阻。l3、掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法。l4、尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解测量中减小误差的方法。l（二）过程与方法（二）过程与方法l1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。 l 2、学会根据图线合理外推进行数据处理的方法。l（三）情感、态度与价值观（三）
2、情感、态度与价值观l通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发学习物理的兴趣。培养仔细观察，真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质。l教学重点：教学重点：实验方法和实验数据的处理l教学难点：教学难点：实验误差的分析 方法一：方法一：采用一个滑动变阻器、一块电流表、采用一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线若干一块电压表、一个电键和导线若干, , 测量一节使测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。用过的干电池的电动势和内阻。AVSR原理：原理：E=E=U+IrU+IrAVKE,r一、实验原理一、实验原理 方法二：方法二：采用一个电阻箱、一块电流表、一采用一个电阻箱、一块电流表
3、、一个电键和导线若干个电键和导线若干, , 测量一节使用过的干电池的测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。电动势和内阻。 E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r)ARK原理：原理：E=IE=I（R+rR+r) )一、实验原理一、实验原理 方法三：方法三：采用一个电阻箱、一块电压表、一个采用一个电阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干电键和导线若干, , 测量一节使用过的干电池的电测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。动势和内阻。VRK原理：原理：E=U+E=U+URr一、实验原理一、实验原理二、实验方法二、实验方法1 1、实验电路图 用电流表、电压表与滑动变阻器AV甲甲AV乙乙适宜测适宜测小
4、小内阻电内阻电源源适宜测适宜测大大内阻电内阻电源源2、器材、量程选择 被测干电池：内阻较大的旧电池 电压表 ： 03V量程 电流表： 00.6A量程 滑动变阻器：选择阻值小的，便于调节二、实验方法二、实验方法l3、实验步骤l 确定量程，画出电路图，按电路原理图连接电路;l 把滑动变阻器的滑动片移到一端,使接入电路部分的电阻最大;l闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数,测量多组U、I数值并记录下来;l 断开开关,整理好器材;l根据测量的数据求得E、r。二、实验方法二、实验方法4、实验注意问题、实验注意问题（1）使用旧电池（2）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处.（3）电池
5、在使用过程中,内阻、电动势都会发生变化,实验时测量尽量迅速点, 实验中电流不要太大，每次读完数后立即断电，使实验过程中E和r的值较稳定。（4）至少要测出6组I、U数据，且变化范围要大一些.（5）画U-I 图，描点连线时，应使图线通过尽可能多的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点可舍去。（6）画U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，横坐标必须从0开始(这时图线与横轴的交点不再是短路电流)。二、实验方法二、实验方法 把所测量的数据代入把所测量的数据代入E=U+IrE=U+Ir， 计算出计算出 同理，把其它几组同理，把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来，算出来， 用公式
6、用公式 即为所测电源的电动势和内阻。即为所测电源的电动势和内阻。1、解析法解析法 三、实验数据处理实验数据处理 利用解方程组的方法求解利用解方程组的方法求解E和和r的的优点是简单优点是简单,缺点则是有可能产生较大缺点则是有可能产生较大的误差。因此一般采用图象法求解的误差。因此一般采用图象法求解E和和r.01.51.00.80.40.60.21.11.21.31.4UI不考虑在坐标纸上以电流在坐标纸上以电流I I 为横轴，路端电压为横轴，路端电压U U 为纵轴，描点为纵轴，描点连线画出连线画出U-I U-I 图线，并延长图线，并延长U-I U-I 图线与坐标轴相交。图线与坐标轴相交。2、图象法、
7、图象法由由U =E -Ir 可知，可知，U U 是是I I 的一次函数。的一次函数。 2 2、图象法图象法EI短短（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E（2）图象在横轴上的截距为短路电流）图象在横轴上的截距为短路电流I短短（U=0）（3）图象斜率的绝对值为电源内阻）图象斜率的绝对值为电源内阻（I=0I=0）I/AU/V0 0I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3乙乙1.5I/A甲甲0.51.01.5U/V0.20.30.40.500.10 此图线与纵轴的交点仍为电池的电动势此图线与纵轴的交点仍为电池的电动势,但图但图线与横轴的交点
8、不再是短路电流。图线的斜率仍线与横轴的交点不再是短路电流。图线的斜率仍等于电池的内阻等于电池的内阻,求内阻时可由直线上取较远的两求内阻时可由直线上取较远的两点点,用用 求出。求出。四、实验误差分析四、实验误差分析偶然误差：偶然误差： 读数时产生的误差、作图不准确形成的误差、读数时产生的误差、作图不准确形成的误差、电表线性不良引起的误差、操作不规范引起的误电表线性不良引起的误差、操作不规范引起的误差等等差等等系统误差：系统误差： 电流表内接法时误差来源于电压表的分流电流表内接法时误差来源于电压表的分流作用，电流表外接法时，误差来源于电流表的作用，电流表外接法时，误差来源于电流表的分压作用。分压作
9、用。 系统误差分析系统误差分析 l（一）、理论计算（一）、理论计算l（二）、等效变换（二）、等效变换l（三）、图象比较（三）、图象比较 系统误差分析系统误差分析 理论计算理论计算1、电流表内接法：根据闭合电路欧姆定律 ， 则有：E测测 = U1+ I1r测测 （1） E测测 = U2+ I2r测测 （2）解得： E测测= r测测= 如考虑电压表的内阻，则有： 解得： 可见电动势和内阻的测量值都小于真实值，可见电动势和内阻的测量值都小于真实值， E测测 E真真r 测测 r真。真。系统误差分析系统误差分析 等效等效变换1、电流表内接法时，相当于电压表和电源并联，当外电路断开时，电源和电压表构成回路
10、，故 ， E测 =U ；r测测= ；因为RV ，故误差非常小，因此采用差非常小，因此采用内接法内接法。2、电流表外接法时，把电流表的内阻等效进电源内阻里，测出的电动势是真实的，但r测测=r真真+RA ，r测测 的误差非常大，故不采用外接法，但如电流流表表的的内内阻阻是已知的，是已知的，则可可采用采用外接法。外接法。真实值真实值测量值测量值系统误差分析系统误差分析 图象比较图象比较 1、电流表内接法： 0E测测 E真真r 测测 r真真 E测测 系统误差分析系统误差分析 图象比较图象比较 2、电流表外接法： l用用电压表和表和电流表流表测定定电源源电动势和内阻和内阻时，系，系统误差是差是不可避免的
11、，一般情况下不可避免的，一般情况下RV r真真采用采用电流表流表外接法外接法误差非常小；差非常小；而当而当RA r真真时，采用采用电流表流表内接法内接法测量量误差差很小，特很小，特别是是RA 已知已知时，采用采用电流表流表内接法内接法可避免因可避免因电压表和表和电流表内阻而流表内阻而带来的系来的系统误差。差。l电流表外接法流表外接法时 电流表内接法流表内接法时系统误差总结系统误差总结 ：七、小结七、小结一、实验原理：一、实验原理：闭合电路欧姆定律（三种方法）二、实验方法：二、实验方法：实验步骤、实验注意事项三、数据处理：三、数据处理：解析法和图象法四、误差分析：四、误差分析：偶然误差和系统误差 谢谢一粒沙中看世界，一粒沙中看世界，一朵野花见天堂。一朵野花见天堂。将无垠握于手中，将无垠握于手中，见永恒于一瞬间。见永恒于一瞬间。See a world in a grain of sandAnd a heaven in a wild flowerHold infinity in the palm of your handAnd eternity in an hourvA实验电路及其实物连线图实验电路及其实物连线图甲
