2018_2019学年高中物理第二章恒定电流10实验：测定电池的电动势和内阻学案新人教版.docx

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1、10　实验：测定电池的电动势和内阻[学科素养与目标要求]物理观念：知道测定电池的电动势和内阻的实验原理：闭合电路的欧姆定律.科学探究：1.根据“伏安法”测电源电动势的原理，会选用实验器材、正确连接电路、规范实验操作.2.能进行分组、自主、合作探究，并对信息进行数据处理.科学思维：1.会设计测电源电动势和内阻的“伏安法”、“安阻法”、“伏阻法”的电路图.2.会用U－I图象、－R图象、－图象处理数据，通过对比思维，掌握各个图象的斜率和截距的意义.科学态度与责任：在实验过程中保持很好地交流、合作，准确记录数据，科学认真地进行数据处理.一、测定电池电动势和内阻的实验方案设计1.伏安

2、法：由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表，电路图如图1所示.2.安阻法：由E＝IR＋Ir可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材有电池、开关、电阻箱、电流表，电路图如图2所示.图1　　　　　　图2　　　　　　　图33.伏阻法：由E＝U＋r知，如果能得到U、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材是电池、开关、电阻箱、电压表，电路图如图3所示.二、实验操作与实验数据的处理1.实验步骤(以伏安法为例)(

3、1)电流表用0～0.6A量程，电压表用0～3V量程，按实验原理图连接好电路.(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路中的阻值最大.(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1).用同样的方法测量几组I、U值.(4)断开开关，整理好器材.(5)处理数据，用公式法和图象法这两种方法求出电池的电动势和内阻.2.实验数据的处理(1)公式法依次记录的多组数据(一般6组)如表所示：实验序号123456I/AI1I2I3I4I5I6U/VU1U2U3U4U5U6分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出

4、它们的平均值作为测量结果.E＝，r＝.(2)图象法①根据多次测出的U、I值，作U－I图象；②将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电池电动势E；③横轴截距点(路端电压U＝0)意味着短路情况，它的数值就是短路电流；④图线斜率的绝对值等于电池的内阻r，即r＝＝，如图4所示.图43.注意事项(1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表.(2)实验中不能将电流调得过大，读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r出现明显变化.(3)若干电池的路端电压变化不很明显，作图象时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始.

5、如图5所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝

6、

7、求出.图5一、伏安法测电动势和内阻例1　(2018·山东潍坊市高一下期末)用如图6所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻.除开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图6电流表(量程0～0.6A,0～3A)电压表(量程0～3V,0～15V)滑动变阻器R1(阻值范围0～20Ω，额定电流2A)滑动变阻器R2(阻值范围0～100Ω，额定电流1A)(1)为提高测量精度，电流表应选用的量程是A，电压表应选用的量程是V；为多测量几组数据，滑动变阻器应选用(填写滑动变阻器符号

8、)；(2)实验开始前，滑动变阻器的滑动触头P应移到端(选填“a”或“b”)；(3)改变滑动变阻器R的阻值，测出6组U和I的值如下表所示.其中5组数据的对应点已经标在图7的坐标纸上，请在坐标纸上标出第二组数据的对应点，并画出U－I图线.序号123456电压U/V1.351.301.251.201.151.10电流I/A0.1200.1400.2400.3000.3600.420图7(4)由图象求得电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω(保留到小数点后两位)答案　(1)0～0.6　0～3　R1　(2)a(3)如图所示(4)1.45　0.84(0.83～0.85均可)二、伏阻法和安阻法测

9、电动势和内电阻1.伏阻法(1)电路图：如图8所示(2)实验原理：E＝U＋r(3)数据处理①计算法：②图象法：由E＝U＋r得：＝＋·，故－图象的斜率k＝，纵轴截距为，如图9所示.图8　　　　　　　　　图9　　2.安阻法(1)电路图：如图10所示.(2)实验原理：E＝IR＋Ir.(3)数据处理①计算法：②图象法：由E＝I(R＋r)得：＝R＋，由此作出－R图象，由图象的斜率和截距求解，如图11所示.　图10　　　　　　　　　图11　　例2　有一特殊电池，它的电动势约为9V，内阻约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为5