免费【人教版】2018年物理选修3-1：2.10《实验：测定电池的电动势和内阻》ppt课件含教学反思教学设计说课稿案例详细信息
| 宜城教育资源网www.ychedu.com免费【人教版】2018年物理选修3-1：2.10《实验：测定电池的电动势和内阻》ppt课件含教学反思教学设计说课稿案例实验：用电位差计测量电池的电动势和内阻实验：用电位差计测量电池的电动势和内阻【实验目的】(1)了解箱式电位差计的结构和原理。(2)学习用电位差计测电动势（或电压）、电流和电阻的方法。【实验仪器】UJ33a型箱式电位差计，直流稳压电源，电阻箱，待测干电池，待校准电表，开关和导线，滑线变阻器。【实验原理】1、电位差计原理图1是电位差计的原理简图，它的基本电路由三部分组成：工作电流回路，包括E，RAB，RBC，RP，E为辅助电源；校准工作电流回路，包括EN，RN，检流计G等；测量回路，包括Ux，Rx，检流计G等。I0图1电位差计原理简图（1）“校准”。将图中开关K合向标准电动势EN侧，取RN为—预定值，调节RP，使电流计G指零，显然有EI0?N（1）RN这—步骤的目的是使工作电流回路内的Rx中流过—个已知的“标准”电流IO。（2）“测量”。将开关合向未知电压Ux—侧，保持IO不变，调节Rx使检流计指零。则有RUx?I0Rx?xEN（2）RN乘积IORx是测量回路中—段电阻上的分压，可叫做补偿电压。被测电压与补偿电压极性相反且大小相等，因而互相补偿（平衡）。这种测Ux的方法叫补偿法。（3）“电压灵敏度”由于检流计灵敏度的限制，当观察不出指针偏转时，并不说明完全没有电流通过。为了描述检流计所带来的系统误差，引入“电压灵敏度”概念，即当检流计指零后，改变Rx，使Rx两端的电压U产生—个改变量?U，这时检流计指针偏转?n格，电位差计灵敏度S定义为：S??n(div/V)(3)?U（4）电位差计的特点①准确度高。电位差计是—个电阻分压装置，它将被测电压Ux和—标准电动势接近于直接加以并列比较。Ux的值仅取决于电阻比及标准电动势，因为标准电池EN及各电阻都可以做得很准确和稳定，所以可能达到的测量准确度较高。②灵敏度高。上述“校准”和“测量”两步骤中检流计两次均指零，因而具有较高的灵敏度。③“内阻”高。电位差计达到平衡时，不从被测对象中吸取或注入电流，使得EN、Ux的内阻，以及这些回路的导线电阻、接触电阻都不产生附加电压降，不会影响测量结果。因此，电位差计可相当于“内阻”极高的电压表。2、电位差计测电源电动势和内阻电位差计+-R0X图2图3EXr测量电路图如图2所示，当开关K断开时，电位差计直接测量被测电源电动势Ex。当开关K合上时，测标准电阻RO两端电压Ux，由于Ux?IxR0Ex?Ix(r?R0)?所以Uxr?UxR0Ex?UxR0（4）Ux若被测电源电动势大于电位差计量程时，可采用标准电阻分压，如图3所示，测电动势Ex时，R1,R2取较大值（如取几千欧姆，可忽略电源的内压降），用电位差计测出R1两端电压U1后，再根据电阻分压比算出ExR?R2Ex?1U1（5）R1测电源内阻时，R1、R2取较小值（如取几十欧姆），用毫安表测回路电流I，用电位差计测出U1后，再根据电阻分压比算出电源的端电压R?R2Ux?1U1R1根据全电路欧姆定律，得：r?Ex?Ux?IrI?U1R1r?Ex?UxEx?Ux?R1(6)IUx3、电位差计测电流测量电路图如图4所示，当R为标准电阻时，测出其两端的电压Ux，则电流I等于UI?x（7）RERxKR0电位差计电位差计图4图54、电位差计测电阻如图5所示，用电位差计分别测出R0和Rx上的电压U0R0为标准电阻，Rx为待测电阻。和Ux，由于UxRx?U0R0所以UxR0（8）U0测量时应尽可能取标准电阻值与待测电阻值相近，使测量能得到更准确的结果。Rx?5、电位差计使用图6是UJ33a型电位差计面板图，UJ33a型电位差计的准确度等级为0.05，工作电流IO为3mA，量程开关K1指“?5”档时，量程为1.0550V，指“?1”档时，量程为211mV，指“?0.1”档时，量程为21.1mV。测量未知电压方法如下：(1)倍率开关K1从“断”旋到所需倍率。调节“调零”旋钮，使检流计指针示值为零。被测电压按极性接入“未知”端钮，“测量—输出”开关K3放于“测量”位置，扳键开关K2扳向标准，调节“粗”、“微”旋钮，直到检流计指零。(2)扳键扳向“未知”，调节Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ测量盘，使检流计指零，被测电压为测量盘读数与倍率乘积。(3)测量过程中，随着电池消耗，工作电流变化。所以连续使用时经常核对“标准”，使测量精确。(4)使用完毕，“倍率”开关放“断”位置。图6电位差计面板图【实验内容】1、测干电池的电动势及内阻(1)由于电位差计的最大量程“?5”档微1.0550V小于干电池电动势，需采用标准电阻分压。试根据电位差计量程和干电池电动势初测值（用万用表测量），估算分压电阻R1，R2之值，并阐明如何计算。(2)要求设计电路，确定实验方法，步骤。(3)测量六组数据，计算电动势和内阻的平均值。2、用电位差计校准电压表和电流表(1)被校电流表量程微0～100mA，每10mA校准—个点，共计10个点，被校电压表量程为0～120mV，每12mV校准—个点，共计10个点。(2)设计出校准电路图。根据所用电位差计量程及电流表和电压表量程估算出标准电阻阻值。选择滑线变阻器，满足细调要求，选择电源电压，保证电表和滑线变阻器安全工作。(3)拟定实验步骤，设计实验数据表格。(4)确定出电表的准确度等级，画出校准曲线。【参考文献】(1)普通物理实验（电磁学部分）杨述武高等教育出版社2001.1P82～P89。(2)普通物理实验指导（电磁学）谢慧瑗北京大学出版社1989.5P37。(3)大学物理实验王荣国防科技大学出版社2002.4P93～P98篇二:有一只电压表，量程已知，内阻为RV，另有一个电池（电动势有一只电压表，量程已知，内阻为RV，另有一个电池（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽略），请用这只电压表和电池，再用一个开关和连接用的导线，设计出测量某一高值电阻的实验方法，（已知RX的值和RV相差不大）．（1）画出电路图（在方框内）（2）简要地写出测量步骤______（3）由测量得到的数据导出电阻RX的计算式为______．魔方格题型：填空题难度：中档来源：盐城模拟（1）电路图如图魔方格（1）测量步骤：①连接如图所示电路；②闭合开关，读出此时电压表示数E为电源电动势；③断开开关，读出此时电压表示数U．（3）根据闭合电路欧姆定律，闭合开关时应有电压表示数为E，断开开关，应有E=U+URVR，解得R=(E-U)RVU故答案为：（1）如图（2）①连接如图所示电路；②闭合开关，读出此时电压表示数E为电源电动势；③断开开关，读出此时电压表示数U．（3）(E-U)RVU考点：考点名称：实验：伏安法测电阻伏安法测电阻：实验原理：欧姆定律。因此只要用电压表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电流，用R=U/I即可得到阻值。伏安法测电阻的两种接法：1、电流表外接法：在电压表的内阻远远大于Rx时，使用（此时I0≈0）；2、电流表内接法：在电流表的内阻远远小于Rx时，使用（此时V0≈0）。3、当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时，可根据：RARV>Rx2时，采用电流表外接法；当RARV＜Rx2时，采用电流表内接法来确定。（口决：“大内小外”，即内接法适合测大电阻结果偏大，外接法适合测小电阻测量结果偏小）4、如果不知道Rx，RV，RA的阻值，可用试触法，即通过不同的电表连接方式的电路，看电压表电流变化情况。如果电流表变化明显，说明电压表内阻对电路影响大，应选用电流表内接法同理，若电压表变化明显选用电流表外接法（简记为电流内接→电流表变化大；电压外接→电压表变化大）。滑动变阻器的两种接法：1、限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。2、分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图，其输出电压由ap之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路：①要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。②滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。③电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 宜城教育资源网www.ychedu.com |
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