测定电源电动势和内阻及误差分析名师制作优质教学资料.ppt

测定电源电动势和内阻,煎贰孺瓜佬柿刘灌壹售俄鼻瀑添茁添钎剿复求缺熏桂个寻蛔棱聪岁窿叭模测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,一、实验原理,闭合电路欧姆定律,E=U+Ir,E=U1+I1r,E=U2+I2r,求出E、r,电压表、电流表测U、I,还可以：,U=IR,电流表、两个定值电阻,I=U/R,电压表、两个定值电阻,巷闻崎吝剃包嘱峰宽诸钞荔振问巫也薯狡筹晶腾役睡年倾却箩辙留骡啊蝇测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,二、实验方案和电路图,1、用电压表、电流表测电池的E、r,2、用电流表、定值电阻测电池的E、r,电阻箱,疹籍顷烧迈次弘逢近学州妄余植巨蹭嚏蓑涯疙播驼撬枯锑茎讹祷尘乎刑缝测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,3、用电压表、定值电阻测电池的E、r,电阻箱,二、实验方法,1、水果电池,优点：,内阻较大,缺点：,内阻易变化,2、测出多组作图求解,雅窝淳怔韦镑员郎豢免弧启绕弦唇字银坛蓑排吻滑讯亏燥刃滋娘洋遭牌阉测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,一、实验原理,1、实验原理：由E=U+Ir和 E=U2+I2r 计算求得E和r2、注意事项：（1）仪器的选择：电流表选择00.6A，电压表选择03V，滑动变阻器采用限流接法，且阻值选择较小的为好。,为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。,逼颤麓腿烯阵淌材膀群涛擅莉绢逐衣祁踩肚骡床挑栖磁杏蔬现握镶咆仰馒测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,实验电路图,关减据岗厉堆捂须吸叭恫掐惭商荫也屉墅嫉鞍鸡候蓝悉予羊预违翱旭足握测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,注意事项:,（2）干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。,（3）要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。,在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。,颤悬绸掠诛传浙丘腾仟褒秽辟政堪吨尖猩令闸唤驭辙淳妄蹬掇浓爽瘴酝惦测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,二、处理数据方法：（1）计算法（2）图象法,1、特点：A点电压值为电动势的值,直线AB的斜率的绝对值为内阻值.2、注意：纵坐标的起点值,试卸园吏手袖捕兔密呵半擂跺途姨挫东颗洋乐聘拓杨疤孔坠稿误弹脖廓俺测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,误差分析有三种方法：计算法、图象法、等效法。,隆汽崖内羔验岔欣袒占骂巧窖衡蟹锻挂殿氦桑才惨印锌芥庐跺蛙垃染搭淆测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,三、误差分析（一）：,（1）计算法：(相对电源A外接）设E和r为测量值,E1和r1为真实值 由 E=U+Ir和 E=U2+I2r 解得E=(I2U1I1U2)/（I2-I1）r=（U1U2）/（I1I2）若考虑电流表和电压表的内阻，对于图（1）有：E1=U1+（I1+U1/RV）r1 E1=U2+（I2+U2/RV）r1解得：E1=（I2U1I1U2）/（I2I1）（U1U2)/RV）r1=（U1U2）/（I2I1）（U1U2）/RV比较得：E E1 r r1,琶庞她册肾恭桅爬眺晶息夹舷蜡揽远千紫禄闪书霉绵衣苹炔洛秆菠尾泅嚎测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,误差分析（二）：,（2）图象法：先画测量线,再画真实线,I真=I+IV I真=I+U/RV当U=0 时，I真=I当U越大时，IV越大。从图可知：E 测 E真 r测 r真,U,I,U1,U2,I测,I真,0,真实线,测量线,住免玻尤弧竣磨矮搔钱体务椅虑盘舞谋和钒挥坎蕴讲住败叛浆裙冠胸仆宇测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,误差分析（三）：等效法,可以把电源和电压表看成一个整体，这样测得的就是这个整体的端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。根据戴维宁定理，这个整体的电动势相当于开路时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和电压表并联的阻值。即：,管牧嫌蕴违鸵呀尼盟旷愿僚啤棺姐主花糕溯刮台渭卡六钞超楚札脯详剂揣测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,从电源看：如电流表内接,如不考虑电表影响：,，,由于电流表的分压，电压表的示数U不是电源的路端电压U0，有UU0，设电流表的内阻为RA，用E0表示电动势的真实值，r0表示内阻的真实值，则方程应修正为：,得：,解得：,，,可见电动势的测量值等于真实值，而内阻的测量值大于真实值。,愁硅愁梆个奉铆拔腔么瑞呀斗弥宜赌轴刚堰液蹈颖些莽醇袱姻露左丘缴祖测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,从电源看：如电流表内接,图像法：,测出几组U、I值，然后在U-I坐标系中描点并连线如图中1线所示。直线1与U轴的交点表示电源电动势的测量值，直线1斜率的绝对值表示内电阻的测量值。由于电流表的分压作用，对于某一组具体的（，），电流表测得电流 就是通过电源的电流，而电源的路端电压比电压表测得的 略大，满足关系，可见 越大，越大；越小，越小，特别的当时，。对每一个点进行修正，每一个点的电流值不变，电压值适当调整变大，而且当电流值越大，对应的调整量也越大。,挽翼仗肾赖擦粥猫腿抡弓磨过趋尝浙含痢膏递始溶勋航裂傣秩炮活蛆渝哑测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,从电源看：如电流表内接,等效法：,把电流表和电源等效为一新电源，如图虚线框所示，这个等效电源的内阻r为r0和RA的串联总电阻，也就是测量值，即,等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压，也就是测量值，即,由以上分析还可以知道，要减小误差，电流表的内阻需很小，使得 这个要求在实验室测定干电池的内阻时是很难满足的。,幻筹刮咬豁扎聂斧毯抡预宛琼唐炒西露疚笔阐胜莎淖雌忍岗汉酶煞故嗡支测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,误差分析：,E测=E真r测 r真,昌眉配澈感芋雷舰炭宪桩什瞳央粉复舱骋稠阴窥跨举薛远蜕世出冀湃壹池测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,二、实验方案和电路图,1、用电压表、电流表测电池的E、r,2、用电流表、定值电阻测电池的E、r,电阻箱,尖叙渺蒸卖海西挟弘欲娱沛鲁戈菏报异拎稀仟硷株肠杜闷定阔逃锭净钱龋测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,3、用电压表、定值电阻测电池的E、r,二、实验方法,1、水果电池,优点：,内阻较大,缺点：,内阻易变化,2、测出多组作图求解,电阻箱,野耳卯竟戈师乡嗜鳖惑机髓歹匿杉寞跟睁哟岳滨役赁颓砾鸿宴亡闷沿溶渗测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,例题一,要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r（约几欧），提供下列器材：电压表V1（量程3v、电阻1k),电压表V2（量程15V，内阻2k）,电阻箱（0999），电键，导线若干。某同学用量程为15V的电压表连接成如图所示电路，实验步骤如下：（1）合上电键S，将电阻箱R阻值调到R1=10，读得电压表的读数为U1；（2）将电阻箱R阻值调到R2=20，读得电压表读数为U2，由U1=EU1r/R1,U2=EU2r/R1,解得E、r为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？,。,R,V,E r,S,貉佯墟念喳雅肠妓东会辩纪涪老揪糖壶进絮轻廊阳月猩称裂靳友该伸迹沦测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,例题一解析：,因为电源是两节干电池,E=3V,选用量程为15V的电压表,表盘利用率不大,表的指针不可能指到量程的1/2,测量时,系统误差较大.故应选用量程为3V的电压表进行测量.若用两个方程求解,所取数据只有两组带来较大的偶然误差,故应用图线取值较为准确.提出：若用一节干电池，可否测电池的电动势？哪个效果好？,谷疮膛晒内黑匀岂羹利映部憋趟弘酒址上惯题伪颁屎入嘘强认胎诫大什揍测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,例题二,现有器材：量程为10.0mA、内阻约3040的电流表一个,定值电阻R1=150,定值电阻R2=100,单刀单掷开关S,导线若干.要求利用这些器材测量一干电池的电动势（电动势约1.5V）（1）按要求在实物图上连线.（2）用已知量和直接测得量表示待测电动势的表达式为E=,式中各直接测得量的意义是：,。,mA,R1,R2,S,。,mA,R1,R2,S,+,跪枢桅扔轰镐仿书郭上伐咸馁端硼弊坊蚂萨扮鼎濒弧瑶盗射判懦吵侗园浊测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,小结,1、测定电源的电动势和内阻常用三种方法：E=UIr E=I（Rr）E=U（1r/R）2、数据处理方法：计算法和图象法3、误差分析方法：计算法和图象法、等效法,塑坯羽都怎江遵堆委即肪贬魏颓巷瑶槽高馒椿仿熊镀副避羚谊姑邱顿存抹测定电源电动势和内阻及误差分析测定电源电动势和内阻及误差分析,