高中物理 第二章 恒定电流 第十节 实验：测定电池的电动势和内阻学案新人教版选修3-1.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，掌握科学测量的步骤。2．了解实验中误差的来源，了解用不同方法测量得出结果E与r的误差分析。3．知道实验原理，学会科学处理实验数据的方法——公式法和图像法。【新知预习】1.实验原理⑴“伏安法”测电源电动势和内阻①闭合电路欧姆定律“电压、电流式”：②用电压表、电流表、滑动变阻器等组成如图所示电路图，测出两组值，就能算出电动势和内阻。⑵“安阻法”测电源电动势和内阻①闭合电路欧姆定律“电流式”：②用电流表、电阻箱等组成如图所示电路图，测出两组值，就能算出电动势和内阻。

2、⑶“伏阻法”测电源电动势和内阻①闭合电路欧姆定律“电压式”：②用电压表、电阻箱等组成如图所示电路图，测出两组值，就能算出电动势和内阻。2.“伏安法”测电源电动势和内阻的实验器材：电池(待测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸等。3.测量电源电动势和内阻的实验步骤：⑴确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。⑵把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。⑶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。⑷断开电键，整理好器材。⑸数据处理4.数据处理为了减小测量误差

3、，本实验常选用以下两种处理数据方法：⑴公式法利用依次记录的多组数据，分别记录如下表所示：实验序号123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U6分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组分别解除E1、r1、E2、r2、E3、r3,求出它们的平均值E=,r=。作为测量结果。⑵图象法①由变形可得②把测出的多组数据U、I值，在U-I图中描点画图象，使U-I图象的直线经过大多数坐标点,不在坐标图象上的点大致分布在直线的两侧。③纵轴截距等于电动势E，原点电压为零时，横轴截距等于外电路短路时电流。④直线斜率的绝对值等于电源的

4、内阻r=ΔU/ΔI。5.测量电源的电动势和内阻的注意事项：⑴为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大一些，宜选用旧电池和内阻较大的电压表。⑵电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故实验中不宜将I调得过大，一般小于0.5A。安培表一般选0-0.6A挡，伏特表一般选0-3V挡。⑶当干电池的路端电压变化不很明显时，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。6.误差分析【导析探究】导析一：“伏安法”测电源电动势和内阻例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，所用的电流表和电压表的内阻

5、分别约为0.1Ω和1kΩ。右边为实验原理图，下边为所需器材的实物图。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。I（A）0.120.200.310.320.500.57U（V）1.371.321.241.181.101.05一位同学在实验中记录的6组数据如上表所示，试根据这些数据在右图中画出U-I图线。根据图线可读出被测电池的电动势E=____V，内电阻r=___Ω。例2.用图的电路测量一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的内阻非常小，为防止滑动变阻器电阻过小时由于电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0。除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外，

6、课供使用的实验器材还有：A．电流表（量程0.6A、03A）B．电压表（量程3V、15V）C．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）D．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）⑴电流表和电压表各选哪个量程？为什么？⑵选用哪个定值电阻做R0？为什么变式（思考）：测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V,r约为1.5Ω)。器材：量程3V的理想电压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R′，电键K，导线若干。请画出实验电路原理图。导析二：“伏阻法”测电源电动势和内阻例3.某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电

7、动势（电动势E大约在9V左右，内阻r约为）。已知该电池允许输出的最大电流为150mA，该同学利用如图a所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为，R为电阻箱，阻值范围0～9999，R0是定值电阻，起保护电路的作用。（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几中规格：A．B．C．D．本实验应选（填入相应的字母）作为保护电阻。（2）该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图b所示，其读数为。（3）改变电阻箱值，取得多组数据，作出了如图c所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为V

8、，内阻r为。（结果保留两位有效数字）（4）用该电路测电动势与内阻，测量值和真实值的关系E测E真，r测r真（填“大于”、“小于”或“等于”）。导析三：“安阻法”测电源电动势和内阻例