测定电源电动势和内阻

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1、沂水四中2011-2012学年度第一学期高二、物理*选修3-1*讲案编写：审核：周次上课时间2011-12-1课型新授课课题测定电源电动势和内阻学习目标1.学会设计测定电动势和内阻的方法(重点).2.掌握用函数图象处理实验数据的重要实验方法，会用图象来分析误差学习重点本实验涉及电表的选择、电路的设计等众多电学实验的核心问题，考查频率较高，特别是电路的设计以及用图像法求电动势和内电阻将成为未来高考的命题热点学习难点误差分析·教学过程※问题探究测定电源电动势和内阻1、【实验目的】(1)测定电池的电动势和内阻.(2)掌握利用图象处理数据得到结论的方法.2、【

2、实验原理】(1)用电流表和电压表如图2-155所示，电源电动势E、内阻r与路端电压U、电流I的关系可写为：E=U十Ir.如果能测出U，I的两组数据，就可以列出两个关于E，r的方程，于是能够从中解出E和r.因此，用电压表、电流表加上一个可以改变的电阻，就能测定电源的电动势E和内阻r.图8-5-2（2）、用电阻箱和电流表测定：电路图如图8-5-2所示.原理：由欧姆定律可知，测出两组电阻箱的不同值及其对应的电流，由，可得：，.式中、是电阻箱分别取和时电流表读数.图8-5-3为了准确可多测几组数据，求平均值，也可用图像处理，误差为：，.（3）、用电阻箱和电压表

3、测定：电路图如图8-5-3所示.原理：根据，测出两组电阻箱不同值及其对应的电压，即有5第页，.得：，.3、【实验器材】电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、电池、开关、导线.4、【实验步骤】以电流表和电压表测量为例.(1)电流表用0～0.6A量程，电压表用0～3V量程，连好电路图(如图2-155所示).(2)把变阻器的滑片移到使串联电阻达到最大值的位置.(3)闭合开关，调节变阻器的滑片，使电流表有明显示数，读出此时的电流I和电压U，断开开关S，把数据填入表格内.(4)改变变阻器的滑片位置，用上述同样的方法读出六、七组不同的I和U的值(范围尽量大一些)，填

4、入表格内.(5)断开开关，整理仪器.【数据处理】(1)利用U，I的值多求几组E和r的值，算出它们的平均值.(2)图象法如图2-158所示，建立U，I坐标系，利用记录表中的U，I值描出相应的点，再~根据这些点画出直线.画线时应让尽量多的点落在直线上，不在直线上的点也要大致均匀地分布在直线两侧，个别偏离这条直线过远的点应舍去，不予考虑.纵轴的截距等于电源的电动势E，横轴的截距等于外电路短路时的电流I.直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即【注意事项】(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池宜选内阻大一些的(使用用过的干电池或水果电池).5第页(2)由于干电池在

5、大电流放电时电动势会明显下降，内阻r会明显增大，故实验中不能将电流调得过大·，且读数要快，读完后立即切断电源.(3)两表应选择合适的量程，使指针偏转角度大一些以减小读数时的误差.(4)尽量多测几组U，I的数据(不少于6组)，且数据变化范围要大一些.5、【实验误差分析】本实验中，电压表测量的是路端电压，但是由于电压表的分流作用，电流表测量的却不是干路电流，电流表的读数略小于干路电流，根据实验数据作出如图2-159所示的图线a，那么考虑到电压表的分流，得到图线b，由此可见，按照实验图2-159数据求得的电动势和内阻均小于电源的实际电动势和内阻，即E测

6、,r测

7、不从零开始，把纵坐标比例放大，以减小误差，如图2-160乙所示，但是要注意图线与横轴交点不再是短路电流，而与纵轴交点意义不变.(5)在利用U-I图象求r时一定要弄清楚U-I图象的纵坐标是否从零开始.如果从零开始，则如果不是从零开始，则如图2-161所示).图8-5-4【典例1】【例题1】测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I图象如下图8-5-4，回答下列问题：（1）如图所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在_____处5第页（2）现备有以下器材：图8-5-5A．干电池1个B．滑动变阻器（0~50Ω）C．滑动变阻器（0~1750

8、Ω）D．电压表（0~3V）E．电压表（0~15V）F．电流表（0~0.6A）G．电流表（0~3