用dis测定电源的电动势和内阻

武安一中高二物理导学案（选修3-1） 时间：2010.08

2.9实验：测定电源电动势和内阻

【学习目标】

1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。 2、学习用图象法处理实验数据。 【重难点】

重点：掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。 难点：用图象法处理实验数据。 【合作探究】 1．实验原理：

（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。 如图1所示：

测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。 原理公式：_____________

（2）用电流表、电阻箱测量。如图2所示：

测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。 原理公式：_____________

（3）用电压表、电阻箱测量。如图3所示：

测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。

原理公式：_____________

这几种方法均可测量，下面我们以图1所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。

2、电路选择及误差分析

图1：误差来源于电压表的分流作用

r1?RvrRv?rR?r E?E.

A V E r 图1

. . RV E r 图2

. A E1?Rvrr?Rv图2：误差来源于电流表的

武安一中高二物理导学案（选修3-1） 时间：2010.08

2.9实验：测定电源电动势和内阻

【学习目标】

1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。 2、学习用图象法处理实验数据。 【重难点】

重点：掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。 难点：用图象法处理实验数据。 【合作探究】 1．实验原理：

（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。 如图1所示：

测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。 原理公式：_____________

（2）用电流表、电阻箱测量。如图2所示：

测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。 原理公式：_____________

（3）用电压表、电阻箱测量。如图3所示：

测出两组_______值，就能算出电动势和内阻。

原理公式：_____________

这几种方法均可测量，下面我们以图1所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。

2、电路选择及误差分析

图1：误差来源于电压表的分流作用

r1?RvrRv?rR?r E?E.

A V E r 图1

. . RV E r 图2

. A E1?Rvrr?Rv图2：误差来源于电流表的

例1 、在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别约为0.1Ω和3kΩ，滑动变阻器的最大阻值为20Ω， （1）画出试验所用的电路图

（2）根据所画的电路图连接实物图

（3）一位同学记录的6组数据见表.试根据这些数据在下图中画出U-I图线.根据图象估读出电池的电动势E= V，根据图象求出电池内阻r= Ω.

该试验所测定的电动势与真实值相比________(偏大、偏小、相等) 该试验所测定的内阻与真实值相比________(偏大、偏小、相等)

例3：已知太阳能电池组的电动势约为8V，短路电流约为4mA，为了精确测出它的电动势和内阻，除导线和开关外，可供选择的仪器有： A. 电流表, 量程5mA，内阻约10Ω B. 电流表, 量程20mA，内阻约4Ω C. 电压表, 量程5.0V，内阻约6kΩ D. 电压表, 量程15V，内阻约15kΩ E. 滑动变阻器电阻0～6 kΩ F. 滑动变阻器电阻0 ～50kΩ

(1) 为使实验尽可能方便、准确 ，应选用上述仪器中的 （用所给器材的代号填写）。 (2) 在虚线框内画出电路图。

(3)该电路

物 理 实 验 报 告

实验课题：用DIS测定电源的电动势和内电阻

班级 姓名 学号 日期 一、实验目的：

测量干电池的电动势和内阻

二、实验原理：根据闭合电路欧姆定律?=U+Ir，改变电路的外电阻，通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电流，输入计算机，自动生成U-I图线，由图线得出电动势和内阻。电路图如下。

三、实验器材：DIS、电学实验电路板、滑线变阻器、待测干电池、导线等。 四、实验步骤：

1．把电压、电流传感器分别接入数据采集器第一、二输入口；

2．将实验电路板的开关S断开，电压、电流传感器的测量夹分别接入实验板的Us、I端； 3．连接滑动变阻器R′，并把阻值调到最大，开关S闭合； 4．打开“计算表格”，改变滑动变阻器的触点，使其阻值逐渐减小，同时点击“手动”按钮，记录几组不同的电压、电流值； 5．打开“坐标绘图”界面，设x轴为“I2”，y轴为“U1”，点击“直线拟合”，得实验结果如图所示；

6．根据上图所示，拟合直线方程为 ，

测得电动势为 ，内阻为 。 7．实验记录：数据分析：

1、用公式法

物 理 实 验 报 告

实验课题：用DIS测定电源的电动势和内电阻

班级 姓名 学号 日期 一、实验目的：

测量干电池的电动势和内阻

二、实验原理：根据闭合电路欧姆定律?=U+Ir，改变电路的外电阻，通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电流，输入计算机，自动生成U-I图线，由图线得出电动势和内阻。电路图如下。

三、实验器材：DIS、电学实验电路板、滑线变阻器、待测干电池、导线等。 四、实验步骤：

1．把电压、电流传感器分别接入数据采集器第一、二输入口；

2．将实验电路板的开关S断开，电压、电流传感器的测量夹分别接入实验板的Us、I端； 3．连接滑动变阻器R′，并把阻值调到最大，开关S闭合； 4．打开“计算表格”，改变滑动变阻器的触点，使其阻值逐渐减小，同时点击“手动”按钮，记录几组不同的电压、电流值； 5．打开“坐标绘图”界面，设x轴为“I2”，y轴为“U1”，点击“直线拟合”，得实验结果如图所示；

6．根据上图所示，拟合直线方程为 ，

测得电动势为 ，内阻为 。 7．实验记录：数据分析：

1、用公式法

《测电源的电动势和内阻》的一轮复习说课稿

在《高考大纲》中测量电源的电动势和内阻属于必考内容，能力要求属于较高的Ⅱ级要求，即对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用 ，因此，研究分析本实验的复习教学十分必要。

新课学习后学生的现状分析

从我校情况看，通过新课的学习，学生对《测电源的电动势和内阻》有了一些基本的了解，具体来说，学生的状况如下。

知识方面：通过新课的学习学生们对“测电源的电动势和内阻”的实验原理、目的较了解，在路端电压和电流的关系上认识较深刻；多数同学都知道U—I图像中图像与纵坐标的交点表示待测电源的电动势，图像的斜率的绝对值表示内阻。

方法方面：新课学习后，前面“测金属丝电阻率”和“描绘小灯泡的伏安特性曲线”打下了一定的基础，本实验的基本方法—伏安法（伏特表和电流表结合测量）学生们掌握的较为熟练，但在其他方法上处理起来较为陌生，比方说用电流表和电阻箱结合测量——安阻法、电压表和电阻箱结合测量——伏阻法等，甚至就是伏安法的变形，有些学生也难以下笔。

能力方面：数据处理上纵轴的起点不从零开始的情况下不熟练，作图时用图像与横轴的夹角的正切值表示

编辑：姚金明 审核： 使用时间：

《测定电源电动势和内阻》实验报告

年 月 日（ ）班编号（ ）号 姓名

一、实验目的

1．使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路激发兴趣。

2．学会利用图线处理数据的方法，及相关的误差分析 二、实验原理：

1、闭合电路欧姆定律E=_________________，所以，路端电压U=___________________。 根据闭合电路欧姆定律I?ER?r可知有E?U?Ir，那只需通过改变外电阻R，测出两组U和I值我们就可求出E和r，比如：E?U1?I1r

E?U2?I2r， 自己联立求解计算出E和r： 2、E和r的求解 （1）解方程法：

（2）描点作图法

作（U-I）图处理数据：纵轴代表___________；横轴代表___________；y截距是__________，数值上等于__________；x截距是______________；图像的斜率等于

高二实验：测电源电动势和内阻实验4

姓名班级

1．测量电源的电动势E及内阻r(E约为6 V，r约为1.5 Ω)．器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R＝8.5 Ω，滑动变阻器R′(0～10 Ω)，开关S，导线若干．

(1)画出实验电路原理图．图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出．

(2)用笔画线代替导线在图中完成实物连接．

(3)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E＝______，r＝______.(用I1、I2、U1、U2及R表示)

2．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：

A．干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.5 Ω)B．电流表G(满偏电流2 mA，内阻10 Ω) C．电流表A(0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A) E．滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A) F．定值电阻R3＝990 ΩG．开关、导线若干

(1)为方便且能较准确地进行测量，应选用滑动变阻器______(填写序号)．

(2)请在所给虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路原理图．

(3

引入 如图1所示的甲、乙两个电路中电源电动势E和内电阻r已知，定值电阻R已知，求电阻R调至多大时，R上获得的电功率最大，其最大值为多少？电源在什么条件下输出功率最大？

图1

技巧 本题用隔离法分析比较巧妙，设沿虚线将电路隔离成左、右两部分，左边部分可以看作一个新的电源，对（甲）图电路来说，新电源的电动势为E′

＝E，而内电阻r′＝r+R0，对（乙）图来说，新电源的电动势为E′＝E,

而r′＝，如图2所示。

图2

虚线右边部分即为新电源的外电阻R，这种新电源又叫做等效电源。这样原来的甲乙电路就简化成了由等效电源（E′，r′）与电阻R连成的最简单电路. 由电源的输出功率（即外电路上R获得的电功率）与外电阻R的关系知，在（甲）图中当R＝r′＝r+R0时，R上获得的电功率最大，其最大功率为Pm＝

＝。对（乙）图中当R＝r′＝时R上获得的功率最大，最大功

率为Pm＝

＝＝ 。

测电源电动势和内阻的误差分析

1.实验目的：测定电池的电动势和内阻.

2.实验原理：如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组U、I值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值.

此外，还可以用作图法来处理数据，即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐

引入 如图1所示的甲、乙两个电路中电源电动势E和内电阻r已知，定值电阻R已知，求电阻R调至多大时，R上获得的电功率最大，其最大值为多少？电源在什么条件下输出功率最大？

图1

技巧 本题用隔离法分析比较巧妙，设沿虚线将电路隔离成左、右两部分，左边部分可以看作一个新的电源，对（甲）图电路来说，新电源的电动势为E′

＝E，而内电阻r′＝r+R0，对（乙）图来说，新电源的电动势为E′＝E,

而r′＝，如图2所示。

图2

虚线右边部分即为新电源的外电阻R，这种新电源又叫做等效电源。这样原来的甲乙电路就简化成了由等效电源（E′，r′）与电阻R连成的最简单电路. 由电源的输出功率（即外电路上R获得的电功率）与外电阻R的关系知，在（甲）图中当R＝r′＝r+R0时，R上获得的电功率最大，其最大功率为Pm＝

＝。对（乙）图中当R＝r′＝时R上获得的功率最大，最大功

率为Pm＝

＝＝ 。

测电源电动势和内阻的误差分析

1.实验目的：测定电池的电动势和内阻.

2.实验原理：如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组U、I值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值.

此外，还可以用作图法来处理数据，即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐