测定电源的电动势和内阻导学案.doc

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1、测定电源的电动势和内阻导学案【学习目标】1.理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。用解析法和图象法求解电动势和内阻。2．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。学会利用图线处理数据的方法。【预习案】使用说明&学法指导1.先通读教材，勾画出本节内容的知识点，然后完成下面所设置的问题并提出自己的见解和问题，并通过再读教材或查阅资料解决问题。2.独立完成，时间15分钟【探究案】1、实验原理：如上图所示，若电压表、电流表作理想电表处理，则电压表测的是，电流表测的是。通过改变滑动变阻器的

2、阻值可测多组路端电压与干路电流数据：公式法：由闭合电路欧姆定律可得，E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，两式联立解之E＝、r＝，多测几组数据，分别求出几组电动势E和r的值，然后求出它们的平均值．图象法：作路端电压与干路电流的U-I图象并延长至与两坐标轴相交。I、当干路电流I=0时，则对应的路端电压U为（即U-I图象与U轴的交点纵坐标为电源电动势E）II、当干路电流最大时，则R外=，r内=（即U-I图象的斜率表示电源的内阻，故可以在U-I图象中取两个较远的点求斜率即）2、实验器材：电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸．3、实验步骤（1）

3、连接电路电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按上图连接好电路．（2）测量与记录a、把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端．b、闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)．用同样方法测量几组I、U值．4、数据处理（1）选取两组数据，根据闭合电路欧姆定律，E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，计算出电动势E和内阻r。（2）取坐标纸，以______为横轴，____________为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应点，连成U－I图线．延长U－I图线，它与坐标轴有两个交点，读取E，进一步可以算出r。5、误差分析I．偶然误差

4、(1)由读数不准和电表线性不良引起误差。(2)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差。(3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。Ⅱ．系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差。(1)如图甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压，而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大。结论：①当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值。②E测＜E真。③因为r测＝，所以r测＜r真。从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的

5、等效内阻和电动势(r测和E测)，如图乙所示，因为电压表和电池并联，所以r测小于电池内阻r真，因为外电阻R断开时，A、B两点间电压UAB等于电动势E测，此时电源与电压表构成回路，所以UAB＜E真，即E测＜E真。(2)若采用如图丙所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于E，如图丁所示。结论：①E为真实值。②I短测＜I短真。③因为r测＝，所以r测＞r真，r测为r真和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r测的测量误差非常大。6、注意

6、事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)。2．要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值。3．画UI图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使直线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去。这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。4．由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画UI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)。但这时图线和横轴的交点不再是

7、短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源的电动势，图线斜率的绝对值仍为内电阻。7、典例分析例1、某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表：量程0～0.6A，内阻0.1ΩC．电流表：量程0～3A，内阻0.024ΩD．电压表：量程0～3V，内阻未知E．电压表：量程0～15V，内阻未知F．滑动变阻器：0～10Ω，2AG．滑动变阻器：0～100Ω，1AH．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差．在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中

8、请选择适当的器材：___