2.9测定电池的电动势和内阻学案

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1、高二物理选修3-1导学案NO.12时间2012/9/24编制：鞠静审核：包科领导签字：班级学习小组组内编号姓名教师评价学案装订线内不要答题第九节测定电池的电动势和内阻【学习目标】1、理解闭合电路欧姆定律内容2、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。3、学习用图象法处理实验数据。【重点、难点】教学重点：利用图线处理数据教学难点：如何利用图线得到结论以及实验误差的分析【自主学习】1.闭合电路欧姆定律的内容2.测定电源的电动势和内阻的实验原来就是闭合电路欧姆定律，对于一个给定的电池，电动势和内阻是一定的，由闭合电路欧姆定律可以写出电源电动势E、内电阻r与路端电压U、电流I的关系式，为

2、。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势E和内电阻r？提示：由前面的闭合电路欧姆定律I=E/（r+R）可知E=I（R＋r），或E=U＋Ir，只需测出几组相应的数值便可得到，可以采用以下的电路图：）这几种方法均可测量，今天我们这节课选择用测量的这一种。即用伏安法测电源电动势和内阻【进行新课】提出问题：选用电路图时，还可将接在外面，原则上也是可以的，那么我们在做实验时是否两个都可以，还是哪一个更好？为什么？选用哪种方式，要根据实际测量的需要确定，现在要想测出电源的内阻，如果采用图2方式，最后得到的结果相当于电源内阻与电流表内阻的总和，而两者电阻相差又不太多，这样一来误差就会比

3、较大，所以应采用图1的电路图。1.实验原理：闭合电路欧姆定律E=U＋Ir2.实验器材：电流表0～0.6A量程，电压表0～3V量程。滑动变阻器0～50Ω。开关一个，导线若干。3．实验步骤：（1）确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。（2）把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组I、U值。（4）断开电键，整理好器材。（5）数据处理：在坐标纸上作U－I图，求出E、r4.数据处理：原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们可以多测几组求平均，也可以将数据描在图上

4、，利用图线解决问题。思考：图线的纵坐标是，它反映的是：当电流I增大时，路端电压U将随之，U与I成线性关系，U=E—Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。实验中至少得到5组数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。讨论：将图线延长，与横纵轴的交点各代表什么情况？用伏安法测电源电动势和内电阻时应注意：（1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值什么位置处？。（2）使用内阻较大一些的旧电池.在实验中不要将电流调得太大，一般小于0.5A。每次读完数后立即断电，以免使

5、电动势和内阻发生变化。（3）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些（4）安培表一般选0－0.6A档，伏特表一般选0－3V档。（5）在画U-I图象时，要使较多的点落在这条直线上，或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可以使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。（64高二物理选修3-1导学案NO.12时间2012/9/24编制：鞠静审核：包科领导签字：班级学习小组组内编号姓名教师评价）干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多。这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始

6、）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，不过直线斜率的大小照样还是电源的内电阻。5.误差分析：实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，得到的数值是偏大还是偏小？（提示：利用图线及合理的推理）（提示：因为电压表的分流作用，所以I真=I测＋Iv，而I真=U/RV,随U增加,Iv↑即（I真—I测）↑，,反映在图线上：当U=0时，Iv→0I→I真故r真＞r测E真＞E测）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为0.1Ω和1kΩ.下面分别为实验原理图及所需的器件图.（1）.试在下图中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路.（2）一位同学记录的6组数据

7、见表.试根据这些数据在下图中画出U-I图线.根据图象读出电池的电动势E=      V，根据图象求出电池内阻r=        Ω.I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05解析：（1）按照实物原理图将实物连接如图。（2）根据表格中U、I数据，在方格纸U-I坐标上找点描迹如图，连直线时第四组数据(0.32A,1.18V)标出的点应该舍去不顾，然后将直线