
人教版高中物理必修三《實(shí)驗(yàn):電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量》電能能量守恒定律PPT教學(xué)課件,共65頁。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道伏安法測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理,進(jìn)一步理解電源路端電壓隨電流變化的關(guān)系
2.學(xué)會(huì)根據(jù)圖像合理外推進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法
3.嘗試進(jìn)行電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻測(cè)量誤差的分析,了解測(cè)量中減小誤差的辦法
一、實(shí)驗(yàn)原理和方法
實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,根據(jù)閉合電路的歐姆定律,改變R的阻值,測(cè)出兩組U、I的值,根據(jù)閉合電路歐姆定律可列出兩個(gè)方程:
二、實(shí)驗(yàn)器材
待測(cè)電池一節(jié),電流表(0~0.6 A)、電壓表(0~3 V)各一個(gè),滑動(dòng)變阻器一個(gè),開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干.
三、實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器的滑片移到電阻______的一端(圖中______端).
3.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表有明顯示數(shù),讀出電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)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(duì)應(yīng)的多組數(shù)據(jù),并一一填入表中.
四、數(shù)據(jù)處理
1.公式法
把測(cè)量的幾組數(shù)據(jù)分別代入E=U+I(xiàn)r中,然后兩個(gè)方程為一組,解方程求出幾組E、r的值,最后對(duì)E、r分別求________值作為測(cè)量結(jié)果.
2.圖像法
(1)以I為橫坐標(biāo),U為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)幾組I、U的測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn).
(2)用直尺畫一條直線,使________的點(diǎn)落在這條直線上,不在直線上的點(diǎn),能大致均衡地分布在直線__________.
五、誤差分析
1.偶然誤差
有讀數(shù)視差和用圖像法求E和r時(shí),由于作圖不準(zhǔn)確而造成的偶然誤差.
2.系統(tǒng)誤差
(1)采用如圖甲所示電路(外接法)
在理論上E=U+(IV+I(xiàn)A)r,其中電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓.實(shí)驗(yàn)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(shù)越大,IV越大.
(2)如果采用如下圖甲所示接法(內(nèi)接法)
IA為電源電流真實(shí)值,理論上有E=U+UA+I(xiàn)Ar,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(shù)越大,UA越大,當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí),UA=0,電壓表示數(shù)值為準(zhǔn)確值,等于E.
六、注意事項(xiàng)
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(nèi)阻宜大些,可選用已使用過一段時(shí)間的1號(hào)干電池.
(2)電壓表的量程:實(shí)驗(yàn)用的是一節(jié)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(shí)驗(yàn)室中一般采用量程為0~3 V的電壓表.
(3)電流表的量程:對(duì)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(dòng)變阻器:干電池的內(nèi)阻較小,為了獲得變化明顯的路端電壓,滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小一點(diǎn)的.
2.電路的選擇:伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻有兩種接法,由于電流表內(nèi)阻與干電池內(nèi)阻接近,所以電流表應(yīng)采用內(nèi)接法.
3.實(shí)驗(yàn)操作:電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象較嚴(yán)重,電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降,內(nèi)阻r會(huì)明顯增大,故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過0.3 A,短時(shí)間放電不宜超過0.5 A.因此,實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大,讀電表示數(shù)要快,每次讀完后應(yīng)立即斷電.
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