1、第二章 恒定电流实验五 测定电源的电动势和内阻 【课程目标】1.知道电源电动势和内电阻的概念 2.掌握闭合电路欧姆定律、路端电压和电路电流的变化规律 3.能利用闭合电路欧姆定律进行相关的分析计算【学习目标】1.知道电源电动势和内电阻的概念 2.掌握闭合电路欧姆定律、路端电压和电路电流的变化规律 3.能利用闭合电路欧姆定律进行相关的分析计算4.激情投入，推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论；掌握路端电压与负载的关系课前预习案1、路端电压U与外电阻R的关系式：两个特例：(1)电源内阻为0时，I= ， = (2)外电路断路时，电流，外电压，内电压为多大？R时，I= ，Ir= ，= （3）外电路
2、短路时，电流，外电压，内电压为多大？R=0，I= （称为短路电流），= 2、实验原理：如图甲所示,改变滑动变阻器的阻值,从电流表、电压表中读出几组I和U的值,由U=E-Ir可得:3、实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，按图示连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为 值的一端。(2)闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数。(3)同样的方法，依次记录多组U、I值。(4)断开开关S，拆除电路。(5)以U为纵轴,I为横轴,将记录的电压、电流值标在坐标图上,过这些点作一条 线,根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求
3、出内电阻。4、数据处理为减小测量误差,本实验常选用以下两种数据处理方法：（1）公式法利用依次记录的多组数据（一般为6组），分别记录：分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值作为测量结果：（2）图像法把测出的多组U、I值，在U -I图中描点画图像，使U -I 图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U=E-Ir可知：(1) 纵轴截距等于 ,(2) 横轴截距等于 ,(3) 直线斜率的绝对值等于 ,(4) 若电源内阻r=0(理想电源)，则U=E。5、误差分析：（1） 偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以
4、及作U -I图像时描点不准确。（2） 系统误差：6、注意事项：(1)为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用 的干电池。(2)电池在大电流放电时极化现象较严重，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0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表示数要快，每次读完后应立即断电。(3)选用内阻适当大一些的电压表。(4)电压表、电流表应选择合适的量程,使测量时偏转角大些,以减小读数时的相对误差。(5)当路端电压变化不是很明显时，作图像时，纵轴单位可以取得小一些，且纵轴起点可以不从零开始。(6)画U-I图像时，要使较多的点落在这条直线上或使各
5、点均衡分布在直线的两侧，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抵消，从而提高精确度。课内探究案探究点一：实验设计问题1：为测定一节干电池(电动势约1.5 V，内阻约1.0 )的电动势和内阻，实验室备有电流表G(满偏电流3 mA，内阻25 )、定值电阻R0=0.126 、开关和若干导线及以下器材：A.量程03 V，内阻约1 000 的电压表B.量程015 V，内阻约1 500 的电压表C.总阻值为10 、额定电流为2 A的滑动变阻器D.总阻值为100 、额定电流为1 A的滑动变阻器(1)因电流表量程太小，需将R0与电流表_联以扩大量程；(2)电压表应选择_；滑动变阻器应
6、选择_.(填序号)(3)请在方框内完成实验电路图；(4)根据所画出的电路图，分析引起该实验系统误差的主要原因是_.探究点二：数据处理问题2：用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中，有两种电路可供选择，若所测干电池内阻较小，为减小内阻测量的误差，实验电路应选择图中的_图(选填“甲”或“乙”)，若根据某次实验记录数据画出的U-I图像如图丙所示，下列关于这个图像的说法中正确的是_。A.纵轴截距表示待测电池的电动势，即E=3 VB.横轴截距表示短路电流，即I短=0.6 AC.根据 计算出待测电池内阻为5 D.根据r 计算出待测电池内电阻为1.0 探究三：其它方法问题3：要测定某电源的电动势和
7、内电阻，提供的器材有：A待测电源E(E约为2 V，r约为1 )B电流表A1(量程为0.6 A，RA13 )C电流表A2(量程为0.3 A，RA2约为5 )D电阻箱R(099 )E开关S1、S2 F导线若干(1)有一组同学按电路图连接电路进行如下实验：闭合开关S1，多次调节电阻箱的阻值，并记录下每次的电阻值R及对应的电流表A1的示数I；电流表示数的倒数和电阻箱的阻值R如下表所示.R/ 123456/A12.53.03.64.04.55.0请按表格中的数据在方格纸中作出R图像；由R图像求出：电源的电动势E_ V，内阻r_ .(2)另一组同学用两个电流表和两个开关测定电源的电动势和内电阻请从提供的实验器材中选择合适的两个电流表分别填入实验电路图的圆框中；闭合开关S1，断开S2，读出电流表_的示数为I1；再闭合开关S2，读出该支路电流表的示数为I2及原先支路电流表的示数为I1；由此可得到电源电动势的表达式E_.我的收获