10實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

1、1010 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 U U I 第二章第二章 恒定電流恒定電流 1.1.理解測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的基本原理理解測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的基本原理； 2.2.通過設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，掌握利用測(cè)量電池電通過設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，掌握利用測(cè)量電池電 動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法，體驗(yàn)體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究過程探究過程； 3.3.會(huì)用公式法和圖像法求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；會(huì)用公式法和圖像法求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；（重點(diǎn)）（重點(diǎn)） 4.4.會(huì)分析本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量誤差，了解減小誤差的方法。會(huì)分析本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量誤差，了解減小誤差的方法。 （難點(diǎn)）（難點(diǎn)） （一）預(yù)習(xí)檢查（一

2、）預(yù)習(xí)檢查 答疑釋惑答疑釋惑 1. 電流表的量程一般有兩種電流表的量程一般有兩種00.6A，0 3A；電；電 壓表的量程一般有兩種壓表的量程一般有兩種0 3V，0 15V。如圖所。如圖所 示：示： 因?yàn)榱砍滩灰粯?，每一小格所代表的電壓、電流因?yàn)榱砍滩灰粯?，每一小格所代表的電壓、電?值不一樣。上圖中電流表值不一樣。上圖中電流表00.6A的讀數(shù)是的讀數(shù)是( )。 電壓表電壓表0 3V的讀數(shù)是的讀數(shù)是( )。 2.2.電流表的內(nèi)接法和外接法的比較：電流表的內(nèi)接法和外接法的比較： 回答下列表格中的回答下列表格中的？ 接法接法？ 電路圖電路圖 誤差原誤差原 因因 ？ U測(cè) 測(cè) UxUA ？ I測(cè) 測(cè)

3、IxIV （一）預(yù)習(xí)檢查（一）預(yù)習(xí)檢查 答疑釋惑答疑釋惑 3.3.下圖是測(cè)定金屬的電阻率的實(shí)物連線圖：下圖是測(cè)定金屬的電阻率的實(shí)物連線圖： 電流表是內(nèi)接法是外接法？滑動(dòng)變阻器是限流式電流表是內(nèi)接法是外接法？滑動(dòng)變阻器是限流式 接法還是分壓式接法？研究小燈泡的伏安特性實(shí)接法還是分壓式接法？研究小燈泡的伏安特性實(shí) 驗(yàn)?zāi)?？?yàn)?zāi)兀?（一）預(yù)習(xí)檢查（一）預(yù)習(xí)檢查 答疑釋惑答疑釋惑 問題思考問題思考1 1：給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)滑動(dòng)給你一節(jié)使用過的干電池、一個(gè)滑動(dòng) 變阻器、一個(gè)電流表、一個(gè)電壓表、一個(gè)電鍵和導(dǎo)變阻器、一個(gè)電流表、一個(gè)電壓表、一個(gè)電鍵和導(dǎo) 線若干線若干, ,如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)

4、阻如何測(cè)量這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻? ? 問題思考問題思考2 2：如果把問題如果把問題1 1中的電壓表換成電阻箱，中的電壓表換成電阻箱， 其他不變，該怎樣測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻呢？其他不變，該怎樣測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻呢？ 問題思考問題思考3 3：若是把問題若是把問題1 1中的電流表換成電阻箱，中的電流表換成電阻箱， 其他不變，又該怎樣測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻呢？其他不變，又該怎樣測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻呢？ 11 22 E UIr E UI r 1221 12 21 12 I UI U E II UU r II 1. U-I1. U-I法：法：E=U+IrE=U+Ir A V S R R

5、一、實(shí)驗(yàn)原理一、實(shí)驗(yàn)原理 （三）合作探究（三）合作探究 精講點(diǎn)撥精講點(diǎn)撥 2. I-R2. I-R法：法：E=IE=I（R+rR+r） 3. U-R3. U-R法：法： A A R R S S V V R R S S 二、實(shí)驗(yàn)方法和步驟二、實(shí)驗(yàn)方法和步驟 （二）實(shí)驗(yàn)步驟：（二）實(shí)驗(yàn)步驟： 1.1.恰當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)器材恰當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)器材, ,連接好實(shí)物圖。連接好實(shí)物圖。 （一）水果電池（一）水果電池 內(nèi)阻較大，易測(cè)量?jī)?nèi)阻較大，易測(cè)量 內(nèi)阻易變化內(nèi)阻易變化缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： A V S R 2.2.把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端。把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端。 3.3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變

6、阻器，使電流表有明顯閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯 示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用 同樣的方法測(cè)量并記錄六組同樣的方法測(cè)量并記錄六組U U、I I值。值。 4.4.斷開開關(guān)，整理好器材。斷開開關(guān)，整理好器材。 方法一：公式法方法一：公式法 改變改變R R的值，從電流表和電壓表中讀取兩的值，從電流表和電壓表中讀取兩 組組I I、U U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測(cè)量的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測(cè)量 幾次幾次I I、U U的值，算出的值，算出E E、r r取平均值。取平均值。 11 22 EUI r EUI r 1221 12 21 12 I U

7、I U E II UU r II 三、數(shù)據(jù)處理三、數(shù)據(jù)處理 E E I I短 短 方法二：圖像法方法二：圖像法 在坐標(biāo)紙上以為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上以為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)，用測(cè)出的幾組為縱坐標(biāo)，用測(cè)出的幾組 、值畫出圖像。、值畫出圖像。 所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即 為電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)E E的值，圖線的的值，圖線的 斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻的斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻的 阻值。阻值。 U rk I 思考：思考：考慮電壓表的分流作用，大致畫出考慮電壓表的分流作用，大致畫出U-IU-I的真實(shí)圖線。的真實(shí)圖線。 (1)(1)如果使用的是水果電池，它的內(nèi)阻雖然較大，但不如果使用的是水果電池，它的內(nèi)阻雖

8、然較大，但不 夠穩(wěn)定，測(cè)量前要做好充分的準(zhǔn)備，夠穩(wěn)定，測(cè)量前要做好充分的準(zhǔn)備，測(cè)量盡量迅速測(cè)量盡量迅速。如。如 果使用干電池，則選擇內(nèi)阻大些的、已使用過的電池。果使用干電池，則選擇內(nèi)阻大些的、已使用過的電池。 (2)(2)不要將不要將I I調(diào)得過大，每次讀完調(diào)得過大，每次讀完U U、I I讀數(shù)立即斷電。讀數(shù)立即斷電。 (3)(3)畫畫U-IU-I圖線時(shí)，縱軸的刻度圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始可以不從零開始, ,而是根而是根 據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_始據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_始( (但橫坐標(biāo)必須從但橫坐標(biāo)必須從0 0開開 始始),),這時(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與這時(shí)圖

9、線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與 縱軸的截距仍為電動(dòng)勢(shì)縱軸的截距仍為電動(dòng)勢(shì)E E，圖線的斜率的絕對(duì)值仍為內(nèi)，圖線的斜率的絕對(duì)值仍為內(nèi) 阻阻r r。 【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】 四四 誤差分析誤差分析 1.1.偶然誤差偶然誤差: :主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及 作作U U- -I I圖像時(shí)描點(diǎn)不是很準(zhǔn)確。圖像時(shí)描點(diǎn)不是很準(zhǔn)確。 2.2.系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差: :系統(tǒng)誤差來源于未計(jì)電壓表分流系統(tǒng)誤差來源于未計(jì)電壓表分流, ,近似近似 地將電流表的示數(shù)看作干路電流。實(shí)際上電流表地將電流表的示數(shù)看作干路電流。實(shí)際上電流表 的示數(shù)比干路電流略小。的示數(shù)比干路

10、電流略小。怎樣理解？怎樣理解？ 系統(tǒng)誤差分析：系統(tǒng)誤差分析：如果由實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出左圖中實(shí)如果由實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出左圖中實(shí) 線線(a)(a)所示的圖像，那么考慮到電壓表的分流后所示的圖像，那么考慮到電壓表的分流后, ,得到得到 的的U-IU-I圖像應(yīng)是圖中的虛線圖像應(yīng)是圖中的虛線(b),(b),由此可見由此可見, ,按右圖所示按右圖所示 的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的電源電動(dòng)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的電源電動(dòng)勢(shì)E E測(cè) 測(cè)E E真 真, ,電源內(nèi)電阻 電源內(nèi)電阻r r測(cè) 測(cè) r V R V U A I V UE)( )(rRIUE AAV 1.1.用伏安法測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，下列注用伏安法測(cè)定電池的

11、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，下列注 意事項(xiàng)中意事項(xiàng)中錯(cuò)誤錯(cuò)誤的是的是 ( )( ) A A應(yīng)選用舊的干電池作為被測(cè)電源，以使電壓表示數(shù)的應(yīng)選用舊的干電池作為被測(cè)電源，以使電壓表示數(shù)的 變化比較明顯變化比較明顯 B B移動(dòng)變阻器的觸頭時(shí)，不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電移動(dòng)變阻器的觸頭時(shí)，不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電 流表過載流表過載 C C根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作U-IU-I圖像時(shí)，應(yīng)通過盡可能多的圖像時(shí)，應(yīng)通過盡可能多的 點(diǎn)畫一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線點(diǎn)畫一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線 兩側(cè)兩側(cè) D.D.出于安全的考慮，在選擇電表時(shí)，量程越大越好出于安

12、全的考慮，在選擇電表時(shí)，量程越大越好 D D （四）當(dāng)堂檢測(cè)（四）當(dāng)堂檢測(cè) 反思總結(jié)反思總結(jié) E rE r A A R R1 1 R R2 2 2.2.如圖所示的電路中，如圖所示的電路中，R R1 1、R R2 2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，測(cè)定電源為標(biāo)準(zhǔn)電阻，測(cè)定電源 的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則 電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值 真實(shí)值，內(nèi)阻的測(cè)量真實(shí)值，內(nèi)阻的測(cè)量 值值 ，產(chǎn)生誤差的原因是，產(chǎn)生誤差的原因是 。 等于等于 偏大偏大電流表有內(nèi)阻電流表有內(nèi)阻 （四）當(dāng)堂檢測(cè)（四）當(dāng)堂檢測(cè) 反思總結(jié)反思總結(jié) 3 3. .有兩只電壓表有兩只電壓表A A

13、和和B B，量程已知，內(nèi)阻不，量程已知，內(nèi)阻不 知等于多少；另有一節(jié)干電池，它的內(nèi)阻知等于多少；另有一節(jié)干電池，它的內(nèi)阻 不能忽略，但不知等于多少；只用這兩只不能忽略，但不知等于多少；只用這兩只 電壓表，電鍵和導(dǎo)線若干，能通過測(cè)量計(jì)電壓表，電鍵和導(dǎo)線若干，能通過測(cè)量計(jì) 算出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)（已知電動(dòng)勢(shì)不超算出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)（已知電動(dòng)勢(shì)不超 過電壓表的量程）。過電壓表的量程）。 （1 1）畫出你測(cè)量時(shí)所用的電路圖）畫出你測(cè)量時(shí)所用的電路圖 （2 2）以測(cè)量的量作為已知量，導(dǎo)出電動(dòng)勢(shì)）以測(cè)量的量作為已知量，導(dǎo)出電動(dòng)勢(shì) 的式子。的式子。 （四）當(dāng)堂檢測(cè)（四）當(dāng)堂檢測(cè) 反思總結(jié)反思總結(jié) 解：解：（1

14、 1）電路如圖所示：）電路如圖所示： （2 2）閉合）閉合S S2 2： r R U UE V 1 1 1 斷開斷開S S2 2： r R U UUE V 1 1 2 1 由上兩式可得：由上兩式可得： 11 21 UU UU E 思考思考: :如果已知電壓表的內(nèi)阻，還可測(cè)如果已知電壓表的內(nèi)阻，還可測(cè)r = ?r = ? （四）當(dāng)堂檢測(cè)（四）當(dāng)堂檢測(cè) 反思總結(jié)反思總結(jié) 4.4.在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中，一位同學(xué)記錄了如下表數(shù)據(jù)在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中，一位同學(xué)記錄了如下表數(shù)據(jù) 次數(shù)次數(shù) 物理量物理量 1 12 23 34 45 56 6 電流電流I I(A)(A)0.120.12 0.200.20 0.310.31 0

15、.320.32 0.440.44 0.570.57 電壓電壓U U(V)(V)1.371.37 1.321.32 1.241.24 1.181.18 1.131.13 1.051.05 （四）當(dāng)堂檢測(cè)（四）當(dāng)堂檢測(cè) 反思總結(jié)反思總結(jié) (1)(1)根據(jù)數(shù)據(jù)選定下列供選用儀器的量程：根據(jù)數(shù)據(jù)選定下列供選用儀器的量程： 直流電流表直流電流表(0(00.6 A0.6 A擋擋) )，(0(03 A3 A擋擋) )； 直流電壓表直流電壓表(0(03 V3 V擋擋) )，(0(015 V15 V擋擋) )； 滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(0(010 10 ，允許最大電流為，允許最大電流為1.00 A)1.00 A)

16、； 滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(0(01 000 1 000 ，允許最大電流為，允許最大電流為0.60 A)0.60 A)。 （四）當(dāng)堂檢測(cè)（四）當(dāng)堂檢測(cè) 反思總結(jié)反思總結(jié) (2)(2)根據(jù)數(shù)據(jù)在下列所給的坐標(biāo)紙上作根據(jù)數(shù)據(jù)在下列所給的坐標(biāo)紙上作U UI I圖線，圖線， 并根據(jù)圖線求出并根據(jù)圖線求出E E和和r r。 0 0 （四）當(dāng)堂檢測(cè)（四）當(dāng)堂檢測(cè) 反思總結(jié)反思總結(jié) 【解析【解析】 (1)(1)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)和電流、電壓有效數(shù)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)和電流、電壓有效數(shù) 字位數(shù)，電流表選字位數(shù)，電流表選0.6 A0.6 A量程，電壓表選量程，電壓表選3V3V量程，量程， 變阻器選擇變阻器選擇0 010 10 。 (2)U-I(2)U-I圖像如圖，由圖線知圖像如圖，由圖線知E=1.45VE=1.45V （四）當(dāng)堂檢測(cè)（四）當(dāng)堂檢測(cè) 反思總結(jié)反思總結(jié) 像像 （五