測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻導(dǎo)學(xué)案

1、濰坊市濱海高中 高二物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案 校審：高二物理 2.10實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻導(dǎo)學(xué)案 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、了解并掌握測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理和實(shí)驗(yàn)方法。2、學(xué)習(xí)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 重點(diǎn)和難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教學(xué)難點(diǎn)：用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)原理1.閉合電路歐姆定律： 2.畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理圖。實(shí)驗(yàn)步驟1：按原理圖連接實(shí)物圖2、把變阻器的滑片移到一端使電阻值最大3、閉合電鍵,調(diào)節(jié)變阻器,使電流表的讀數(shù)有明顯示數(shù),記錄一組電流表和電壓表的示數(shù),用同樣的方法測(cè)量并記錄幾組U,I值4、斷開(kāi)電鍵,整理好器材實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（1）公式法 用電壓表、電流表和一個(gè)可

2、變電阻測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，用兩組I和U的數(shù)據(jù)，代入公式EUIr，解方程組就可以算出電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。（2）圖象法 圖27IUEI0O總結(jié)： AV 圖24RS實(shí)驗(yàn)誤差分析圖象法AV 圖30 圖31IUIV1IV2E真E測(cè)I1I2ABAU1U2若采用如圖24所示電路，對(duì)待測(cè)電源而言，電流表處于外接狀態(tài)，此時(shí)電壓表的測(cè)量值就是電源兩端的電壓，但電流表的測(cè)量值并不是通過(guò)電源的電流，由于電壓表的分流作用，電流表示數(shù)I測(cè)小于流經(jīng)電池的電流I真，且有I測(cè)I真IV。設(shè)電壓表的內(nèi)阻為RV，則，所以路端電壓U越大，IV越大；U趨于零時(shí)，IV也趨于零。據(jù)此，可得到如圖31所示的兩條圖線，其中實(shí)線AB為按

3、實(shí)際測(cè)量值描繪得到的圖線，虛線AB為去除了誤差因素下的真實(shí)圖線，由圖線可以看出E和r的測(cè)量值都小于真實(shí)值，即E測(cè)E真，r測(cè)r真。 圖32IUEU1U2I1I2UA2I測(cè)I真UA1若采用如圖30所示電路，對(duì)待測(cè)電源而言，電流表處于內(nèi)接狀態(tài)，此時(shí)電流表的測(cè)量值就是流經(jīng)電源的電流，但電壓表的測(cè)量值并不是電源兩端的電壓，由于電流表的分壓作用，電壓表示數(shù)U測(cè)小于路端電壓U真，且有U測(cè)U真UA。設(shè)電流表的內(nèi)阻為RA，則UAIRA，所以電流I越大，UA越大；I趨于零時(shí)，UA也趨于零。據(jù)此，可得到如圖32所示的兩條圖線，其中實(shí)線為按實(shí)際測(cè)量值描繪得到的圖線，虛線為去除了誤差因素下的真實(shí)圖線，由圖線可以看出E的

4、測(cè)量值等于真實(shí)值，但r的測(cè)量值大于真實(shí)值，即E測(cè)E真，r測(cè)r真。當(dāng)堂練習(xí)：用圖2.9-6的電路測(cè)定一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。蓄電池的內(nèi)阻非常小，為防止調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用了一個(gè)保護(hù)電阻R0。除蓄電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有： A電流表（量程0.6 A、3A） B電壓表（量程3V、15V） C定值電阻（阻值1、額定功率5W） D定值電阻（阻值10、額定功率10W） E滑動(dòng)變阻器（組織范圍010、額定電流2A） F滑動(dòng)變阻器（組織范圍0200、額定電流1A）（1）電流表，電壓表各選哪個(gè)？ （2）定值電阻選用哪個(gè)?滑動(dòng)變阻器選用哪個(gè)？ 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課后檢測(cè)

5、題一：選擇題1.在測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)效果明顯且不會(huì)損害儀器，應(yīng)選擇下列電源中（ ）A.內(nèi)阻較大的普通干電池 B.內(nèi)阻較小的普通蓄電池C.小型交流發(fā)電機(jī) D.小型直流發(fā)電機(jī)2.下面給出多種伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法,其中既能減小偶然誤差,又直觀、簡(jiǎn)便的是（ ）A.測(cè)出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r，求出E和rB.多測(cè)幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E和r，最后分別求出其平均值C.測(cè)出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫(huà)出U-I圖象，再根據(jù)圖象求E和rD.多測(cè)出幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)E，再用閉合電

6、路歐姆定律求出內(nèi)電阻r3.用圖象法計(jì)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，先要描點(diǎn)，就是在U-I坐標(biāo)系中描出與每組I、U值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是（ ）A.這些點(diǎn)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地分布在一條直線上，即U-I圖線應(yīng)通過(guò)每個(gè)點(diǎn)B.這些點(diǎn)應(yīng)當(dāng)基本在一條直線上，由于偶然誤差不能避免，所以U-I圖線不可能通過(guò)每一個(gè)點(diǎn)C.畫(huà)U-I圖線應(yīng)當(dāng)使它通過(guò)盡可能多的描出的點(diǎn)D.不在U-I圖線上的點(diǎn)應(yīng)大致均衡地分布在圖線的兩側(cè)E.個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)舍去4.測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，以下說(shuō)法正確的是（ ）A.在左圖所示電路中，E測(cè)E真B.在左圖所示電路中，r測(cè)r真C.在右圖所示電路中，E測(cè)E真D.在右圖所

7、示電路中，r測(cè)r真5.如圖所示是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)畫(huà)出的UI圖線，關(guān)于此圖線，下列的說(shuō)法中正確的是：（ ）A、 縱軸的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，即E3.0VB、 橫軸的截距表示電源的短路電流，即I短0.6AC、 電源的內(nèi)阻r5D、 電源的內(nèi)阻r1.06.在測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線，配合下列哪組儀器，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）A.一只電流表和一個(gè)電阻箱B.一只電流表、一只電壓表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器C.一只電壓表和一個(gè)電阻箱D.一只電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器二：填空題7.如圖所示為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的路端電壓U隨電流I變化的圖，由圖線可知，該電池的電動(dòng)勢(shì)E= V，電池的內(nèi)電阻r=

8、。8. 在測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為2W)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，變阻器和電壓表各有兩個(gè)供選：A 電壓表量程為15V，B 電壓表量程為3V，A變阻器為(20W，3A)，B變阻器為(500W，0.2A)。電壓表應(yīng)該選_(填A(yù)或B)，這是因_；變阻器應(yīng)該選_(填A(yù)或B)，這是因_。9.用一只電流表和一只電壓表測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路有如圖所示的甲、乙兩種，采用甲圖測(cè)定E和r時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差主要是由于 ；采用乙圖測(cè)定E和r時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差主要是由于 ，為了減小上述系統(tǒng)誤差，當(dāng)R遠(yuǎn)小于RV時(shí)，應(yīng)采用 電路。10.在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,所用電流表和電壓

9、表的內(nèi)阻分別為0.1和1k.下面分別為實(shí)驗(yàn)原理圖及所需的器件圖. （1）.試在上圖中畫(huà)出連線,將器件按原理圖連接成實(shí)驗(yàn)電路.（2）一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見(jiàn)表.試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中畫(huà)出U-I圖線.根據(jù)圖象讀出電池的電動(dòng)勢(shì)E= V，根據(jù)圖象求出電池內(nèi)阻r= .I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.0511.用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，所給的器材有：(A)電壓表：0315V；(B)電流表：00.63A；(C)變阻器R1(總電阻20)；(D)變阻器R2(總電阻100)；以及電鍵S和導(dǎo)線若干。（1）電壓表量程選用_，電

10、流表量程選用_，變阻器選用_。（2）在下邊的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。（3）如圖所示的U-I圖上是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的7組數(shù)據(jù)標(biāo)出的點(diǎn)，請(qǐng)你完成圖線，并由圖線求出E=_V，r=_.（4）若只選用兩組數(shù)據(jù)，用歐姆定律算出E、r， 有可能誤差較大；若選用第_組和第_組數(shù)據(jù)誤差最大。12.測(cè)量電源B的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5）。器材：量程3V的理想電壓表，量程0.5A的電流表（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4，滑動(dòng)變阻器R，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。圖中各元件需用題目中給出的符號(hào)或字母標(biāo)出。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E= ，r= 。（用I1，I2，U1，U2及R表示）若采用右圖的電路圖來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試分析實(shí)驗(yàn)造成的誤差。13.已知太陽(yáng)能電池組的電動(dòng)勢(shì)約為8V，短路電流約為4mA，為了精確測(cè)出它的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，除導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，可供選擇的儀器有：A. 電流表, 量程5mA，內(nèi)阻約10B. 電流表, 量程20mA，內(nèi)阻約40C. 電壓表, 量程5