高中物理人教版选修3-1：2.10实验：测定电池的电动势和内阻

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1、2.10《测定电池的电动势和内阻》导学案【学习目标】测电源的电动势和内阻。【重点难点】用电压表和电流表测电源的电动势和内阻；作图处理实验数据。【学法指导】认真观察实验，掌握用电压表和电流表测电源电动势和内阻的原理和方法，体会作图处理实验数据的方法和优点【知识链接】闭合电路欧姆定律的内容是什么？路端电压U和干路电流I的关系式以及图象是什么？【学习过程】1．实验原理（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。如图1所示：测出两组U、I值，就能算出电动势和内阻。原理公式：E=U+Ir。（2）用电流表、电阻箱测量。如图2所示：

2、测出两组I、R值，就能算出电动势和内阻。原理公式：E=I（R＋r）。图2图3图1[来源:www.shulihua.net]（3）用电压表、电阻箱测量。如图3所示：测出两组U、R值，就能算出电动势和内阻。原理公式：。下面以图1所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。2．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。3．主要实验步骤（1）按照图1把器材连接好。[来源:www.shulihua.netwww.shulihua.net]（2）把滑动变阻器滑片移到电阻最大（填“最大”或“最小”）的一端

3、。（3）闭合电键，调节滑动变阻器，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。（4）断开电键，整理好器材。（5）数据处理：在坐标纸上作U－I图线，求出E、r。U（V）I（A）[来源:www.shulihua.net]4．注意事项：关于图象法处理数据将多组U、I数据描在坐标纸上，利用图线求解电动势和内阻。①纵轴是路端电压，横轴是干路电流，U=E-Ir，图线是倾斜向下的直线。②电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U-I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化

4、，才有I和U的变化。③实验中至少得到5组以上数据，画在坐标纸上拟合出一条直线。要使多数点落在直线上，且分布在直线两侧的点个数大致相等。④将图线延长，纵轴截距意味着断路情况，它的数值等于电动势E。横轴截距（路端电压U=0）意味着短路情况，它的数值等于短路电流。【特别提醒】①两个截距点均无法用实验直接测到，是利用得到的图线向两侧延长得到的。②由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，纵轴的坐标一般不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。【训练测试】1.在测定电池的电动势和内电阻的实验中，除需用导线和

5、开关外，下述各组器材可完成实验的是(　　)(1)伏特表和安培表　　　(2)安培表和电阻箱(3)安培表和变阻器　　　(4)伏特表和电阻箱(5)伏特表和变阻器(6)伏特表、安培表和变阻器[来源:www.shulihua.net]2．可用理想电压表、理想电流表Ⓐ、变阻器R以及电键K和导线等器材来测量某一电源E的电动势和内阻．下面给出了四个电路图，图中＋、－代表电源的正、负极和电表的正负接线柱．正确的电路图是(　　)3．在测定电动势和内电阻的实验中，有几个学生接成了如下图所示甲、乙、丙、丁四种电路，当闭合K，滑动头P左右移动时，(伏特表

6、、安培表视为理想)(　　)[来源:www.shulihua.net](1)会出现安培表示数可变，伏特表示数始终为零情况的是电路图________；(2)会出现安培表示数为零，伏特表示数不变的是电路图________；(3)会使安培表烧坏的是电路图________；(4)会使安培表示数不变，伏特表示数可变的是电路图________．4．图中，R为已知电阻，Rx为待测电阻，K1为单刀单掷开关，K2为单刀双掷开关，V为电压表(内阻极大)，E为电源(内阻不可忽略)．现用图中电路测量电源电动势E及电阻Rx.(1)写出操作步骤．(2)由R及

7、测得的量，可得E＝______，Rx＝______.5．测量“水果电池”的电动势和内电阻：将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约1.5V，可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡．原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA.现用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻．(1)若给出的滑动变阻器有两种规格：A(0～30Ω)　B(0～30kΩ)．本实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器？答：_

8、_______.(2)在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到U－I图象，如图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势的内电阻分别为E＝________V；r＝________Ω.【参考答案】1.答案：(2)、(4)、(6)解析：由