高中物理 2.10实验 测定电池的电动势和内阻导学案(新人教版)选修.doc

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1、第十节实验：测定电池的电动势和内阻【学习目标】1．学习测量电源电动势和内阻的方法,掌握科学测量的主要步骤。2.学会科学处理实验数据的方法：有公式法和图像法。通过设计电路和选择仪器，养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。【重点、难点】1、图像法计算E、r。2、系统误差分析。预习案【自主学习】一、实验原理和方法1．画出用电压表、电流表加上滑动变阻器来测定电源的电动势和内阻的电路图．2．画出用电流表、电阻箱测定电源的电动势和内阻的电路图．3．画出用电压表、电阻箱测定电源电动势和内阻的电路图．二、

2、数据处理1．计算法：取两组实验中获得的数据，列方程：，解得：E＝________________，r＝__________________.为了减小误差，多取几组数据，分别列若干组联立方程，求若干组E和r，最后以电动势的________和内电阻的________作为实验结果．2．图象法：若采用第一种实验电路，在坐标纸上以____________为横坐标、__________为纵坐标建立直角坐标系，根据实验测得的几组数据在坐标系中描点作图。【学始于疑】探究案【合作探究一】问题1：电池已成为人类生活的亲

3、密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是内阻不同．从前面的学习可知伏安法可以测电阻，用欧姆表也可以直接测电阻．而电源的内阻在里面，那又应该怎样测量呢？问题2：预习案中三种测量方案，其原理均遵从什么定律？问题2：第二、三种方案中的可变电阻与第一种方案中的相同吗？归纳总结根据具体的实验条件，有下列三种测量电路，如图(1)、(2)、(3)所示分别对应的物理关系式：(1)E＝U＋Ir；(2)E＝IR＋Ir(3))E＝U＋r．【合作探究二】问题1：我们都有这样的体会：手电筒内的电池用久了，灯泡的亮度会

4、下降；收音机、录音机内的电池用久了，声音会变小，这是什么原因呢？问题2：用两组I和U的数据，解方程组就可以算出电池的电动势E和内阻r.这样做虽然简单，但有什么缺点？问题3：描点作图时，为便于研究问题，画出的图象是直线好，还是曲线好？归纳总结1．数据处理的方法可用以下两个方法，计算法和图象法．2．用图象法处理实验数据时，建立合适的坐标系，使画出的图象尽量是直线，如U－I图象．3.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图象时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得

5、的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)．此时图线和横轴的交点不再是短路电流，但纵轴的截距仍然是电池的电动势，直线斜率的绝对值

6、

7、照样还是电池的内阻.【合作探究三】解题方法举例例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

8、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，然后将直线延长，交U轴于U1=1.46V（1.44～1.48也对），此即为电源电动势；交I轴于I=0.64A，注意此时U2=1.00V，由闭合电路欧姆定律得。测得（0.67～0.77也对）。

9、解答：解答如图.E=1.46±0.02V，r=0.72±0.05Ω.例2用一只电流表和一只电压表测电池电动势和内电阻的实验电路有如图所示的甲、乙两种，采用甲图测定E和r时产生的系统误差主要是由于；采用乙图测定E和r时产生的系统误差主要是由于，为了减小上述系统误差，当R远小于RV时，应采用电路。解析：采用甲图时系统误差主要是由于电压表分流，这时电流表的示数比干路电流小；采用乙图时系统误差主要是由于电流表分压，这时电压表的示数比路端电压小；当R远小于RV时，应采用图甲电路例3有两只电压表A和B，量程已知

10、，内阻不知等于多少；另有一节干电池，它的内阻不能忽略，但不知等于多少.只用这两只电压表、开关和一些连接用的导线，能通过测量计算这节电池的电动势(已知电动势不超出电压表的量程，干电池不许拆开).(1)画出你测量时所用的电路图；(2)以测得的量作为已知量，导出计算电动势的式子.解析：测量电路如图所示.设电压表的内阻为RA和RB，电池的电动势为E，内阻为r.先将电压表A串联接入电路中，记下其示数UA.根据欧姆定律，有E=UA＋①然后，将电压表A、B同时串联接入电