29《实验：测定电池的电动势和内阻》同步学案(人教选修3-1)

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1、第9节实验：测定电池的电动势和内阻J♦—要点归纳—要点实验基础知识1.实验步骤(1)电流表用0.6A量程，电压表用3V最程，按图连接好电路.(2)把变阳•器的滑动片移到使阻值最大的一端.(3)闭合电键，调节变阻器，使电流表冇明显示数，记录一组数据(/,U),用同样方法测量几组人U值，记录在白己设计的表格屮.(4)打开电键，整理好器材.(5)处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值.2.注意事项⑴使用内阻人些(用过一段时间)的干电池，在实验屮不要将/调得过人，一般不超过0.5A,每次读完U

2、、/读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现彖过重，E、厂明显变化.⑵测出不少于6组(/,6数据，且”、/变化范围尽量大些.(3)在画U—/图线时，耍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，而不耍顾及个别离开较远的点以减小偶然误差.(4)干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图屮数据点将呈现如图2-9-5甲所示的状况，下部分大而积空间得不到利用，为此可使纵朋标不从零开始，如图乙所示，纵世标不从零开始，把纵处标的比例放大，可使结果的误差减小些.此吋图线与横轴交点不表示短路电流，计算内阻要在在

3、线上任取两个相距较远的点，用尸=舒

4、计算出电池的内阻匕(5)合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，电压表选取0〜3V量程，电流表选取0〜0.6A量程.LU—I图象的斜率和截距的物理意义是什么?图2-9-6我们用U-I图象处理实验数据，得到了一条以点/（与纵轴U的交点）和点3（与横轴I的交点）为端点的斜线U=E~Ir（如图2-9-6所示），那么，应该如何认识这条玄线的物理意义？对于点力，从朋标可以看出，电流/=0,这时电路处于断路状态，因此纵处标Ua=E.而S也是直线的截距，则图彖的截距表示了电

5、源的电动势.对于点从坐标可以看出，路端电压U=0,这时电路处于矩路状态，因此横坐标为短路电流/短，-•般电源的内电阻都较小，因此短路电流很人，容易烧坏电源，其至引起火灾等不良后果，应避免短路现彖的发生.由图彖口J求得直线的斜率（即斜线与横轴1的夹角«的正切）OA0-E{3na=~OB=T^=~K这与欧姆定律的直线方程U=E~Ir的斜率k=~r一致.可见，U—I图象的斜率的绝对值就是电源内电阻的数值.这就是斜率Stance的物理意义.2.本实验如何进行误差分析？（1）第一种实验线路（课本上的测量电路）U=

6、E~Ir^I是通过电源的电流，而本实验用图2-9-7所示的电路是存在系统谋差的，这是由于电压表分流心使电流表示值几小于电池的输出电流几.人也趋于零.所以它们的关系可用图2-9-8表示，测量图线为MB,真实图线为力‘B.由图线可看出厂和E的测量值都小于真实值.r真,E测＜£"真⑵第二种实验线路测量电源电动势和内阻的第二利「接法，如图2—9—9所示.图2-9-9图2-9-10山于电流表的分压作用，因为Ug=U测+U/=U^+IR^7?a为电流表的内阻，这样在U—/图线上对应每一个/应加上一修正值△U=IR“

7、由于心很小，所以在/很小吋，趋于零，/增大，也增大，理论值与测虽值的差异如图2-9-10所示.由图可知：E严E其,r>r（内阻测蜃谋差非常人）.实际测量时应选电路图2-9-7.J♦—典例剖析一♦<>♦一、实验基本操作【例1］某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值为0〜20Q,连接电路的实物图如图2-9-11所示.图2-9-11该学生接线屮错谋的和不规范的做法是（）A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表接线有错C.电圧表量程选用不当D.电压表接线不妥答案AD解析实物图中，滑动变

8、阻器的两个固定端被接入电路，滑片移动时，变阻器不起变阻作用，选A项.电流表和电压表只允许从电表的正接线柱流入，负接线柱流出，故图中电压表接线错误,电流表接线正确.故选D项，不选B项.一节干电池的电动势为1.5V,电压表选用0~3V量程是正确的，故不选C项.图中电压表直接和电池并联，即使开关断开，电压表仍有示数，开关不能控制整个电路,从这个角度看出应选D项.二、数据处理方法【例2］下而是在测某电池的电动势和内阻的实验中记录的六组数据.请在直角朋标系中画出/图，并根据图象算出待测电池的电动势和内阻.U111

9、111/V.37.32.24.18.10.05I000000/A.12.20.31.32.50.57答案图彖见解析图1.46V0.72Q解析建立坐标系，利用描点法画出图象，如图所示.第四个点明显偏离，可见误差太大，应舍去.直线与纵轴的交点坐标即为电源的电动势E=1.46V.由闭合电路的欧姆定律U+E将直线上的点(1.10,0.50)的坐标U=1.10V,/=0.50A代入得内阻r=0.72Q..50.4()30.20.10m效果自测1.做电