210實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻學案（人教版選修3-1）

1、2.10 實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻 學案（人教版選修3-1）一、實驗原理和方法1畫出用電壓表、電流表加上滑動變阻器來測定電源的電動勢和內(nèi)阻的電路圖2畫出用電流表、電阻箱測定電源的電動勢和內(nèi)阻的電路圖3畫出用電壓表、電阻箱測定電源電動勢和內(nèi)阻的電路圖二、數(shù)據(jù)處理1計算法：取兩組實驗中獲得的數(shù)據(jù)，列方程：，解得：E_，r_.為了減小誤差，多取幾組數(shù)據(jù)，分別列若干組聯(lián)立方程，求若干組E和r，最后以電動勢的_和內(nèi)電阻的_作為實驗結(jié)果2圖象法：若采用第一種實驗電路，在坐標紙上以_為橫坐標、_為縱坐標建立直角坐標系，根據(jù)實驗測得的幾組數(shù)據(jù)在坐標系中描點作圖一、實驗原理和方法問題情境電池已成為人類生活的

2、親密伙伴，生活中處處需要電池，新舊電池的主要不同是內(nèi)阻不同從前面的學習可知伏安法可以測電阻，用歐姆表也可以直接測電阻而電源的內(nèi)阻在里面，那又應該怎樣測量呢？1三種測量方案，其原理均遵從什么定律？2第二、三種方案中的可變電阻與第一種方案中的相同嗎？要點提煉1根據(jù)具體的實驗條件，有下列三種測量電路，如圖1(1)、(2)、(3)所示分別寫出對應的物理關系式：(1)_；(2)_；(3)_圖12水果電池不太穩(wěn)定，也可改為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，_(填“新”或“舊”)干電池的內(nèi)阻較大，容易測量問題延伸恰當選擇實驗器材，照電路圖連好實驗器材，使開關處于_狀態(tài)且滑動變阻器的滑動觸頭滑到使接入電阻值_的一端二

3、、數(shù)據(jù)處理問題情境我們都有這樣的體會：手電筒內(nèi)的電池用久了，燈泡的亮度會下降；收音機、錄音機內(nèi)的電池用久了，聲音會變小，這是什么原因呢？1用兩組I和U的數(shù)據(jù)，解方程組就可以算出電池的電動勢E和內(nèi)阻r.這樣做雖然簡單，但有什么缺點？2描點作圖時，為便于研究問題，畫出的圖象是直線好，還是曲線好？要點提煉1數(shù)據(jù)處理的方法可用以下兩個方法，_法和_法2用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，建立合適的坐標系，使畫出的圖象盡量是直線，如_圖象問題延伸干電池內(nèi)阻較小時路端電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多，這時，在畫UI圖象時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始)此時

4、圖線和橫軸的交點不再是_，但縱軸的截距仍然是電池的_，直線斜率的絕對值|照樣還是電池的_.例1某同學的實物連線如圖2甲所示甲乙圖2(1)請指出該同學在接線中錯誤和不規(guī)范的地方_(2)另有一同學實物連接圖正確，也能正確讀數(shù)，但忙亂中在稿紙上記錄了一些數(shù)據(jù)，如圖乙所示，請你幫他把數(shù)據(jù)整理好，并按實際情況填好表格 實驗次數(shù)物理量123456電流表示數(shù)I/A0.160.240.320.400.480.56電壓表示數(shù)U/V在所給的數(shù)據(jù)中，求出電源電動勢E_ V，內(nèi)阻r_ 變式訓練1在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5 V，內(nèi)阻約為2 )的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，滑動變阻器和電壓表各有兩個供選：A電壓表量程為

5、15 VB電壓表量程為3 VC滑動變阻器為(20 ，3 A)D滑動變阻器為(500 ，0.2 A)(1)電壓表應選_(填“A”或“B”)，這是因為_(2)滑動變阻器應選_(填“C”或D)，這是因為_例2如圖3所示為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的UI圖線用此電源與三個阻值均為3 的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8 V則該電路可能為下圖中的()圖3聽課記錄：變式訓練2某同學采用如圖4甲所示的電路測定干電池的電動勢和內(nèi)阻已知干電池的電動勢約為1.5 V，內(nèi)阻約為2 ，電壓表(03 V，3 k)，電流表(00.6 A,1.0 )，滑動變阻器有R1(10 ， 2 A)和R2(100 ，0.1 A)各

6、一只圖4(1)在實驗中滑動變阻器應選用_(填“R1”或“R2”)；(2)在圖乙中用筆畫線代替導線連接實驗電路【即學即練】1在“用伏安法測電池的電動勢與內(nèi)阻”的實驗中，下列注意事項中錯誤的是()A應選用舊的干電池作為被測電源，使電壓表示數(shù)的變化比較明顯B應選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表C移動滑動變阻器的滑片時，不能使滑動變阻器短路造成電流表過載D根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作UI圖線時，應通過盡可能多的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)2. 如圖5所示為閉合回路中兩個不同電源的UI圖象，下列判斷正確的是()圖5A電動勢E1E2，發(fā)生短路時的電流I1I2B電動勢E1E2，內(nèi)阻r1r2C電動

7、勢E1E2，內(nèi)阻r1r2D當兩電源的工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化大圖63如圖6所示是根據(jù)某次實驗記錄數(shù)據(jù)畫出的UI圖象，下列關于這個圖象的說法中正確的是()A縱軸截距表示待測電源的電動勢B橫軸截距表示短路電流C根據(jù)r，計算出待測電源內(nèi)電阻為12 D電流為0.3 A時的外電阻是18 4在測定電池的電動勢和內(nèi)電阻實驗的實物連接圖中(如圖7所示)，電流表和電壓表的正接線柱都尚未連接，為了做這個實驗，應該把()圖7A電流表的正接線柱與c點相連B電流表的正接線柱與b點相連C電壓表的正接線柱與a點相連D電壓表的正接線柱與c點相連參考答案課前自主學習一、1.2.3.二、1.平均值平均值2.電流

8、I電壓U核心知識探究一、問題情境1閉合電路歐姆定律2不同第二、三方案中是變阻箱，而第一方案中只需滑動變阻器要點提煉1(1)EUIr(2)EIRIr(3)EUr2舊問題延伸斷開最大二、問題情境1.誤差可能很大2.直線要點提煉1.計算圖象2.UI問題延伸短路電流電動勢內(nèi)阻解題方法探究例1(1)電壓表沒有并接在開關和電源串接后的兩端；電流表正負接線柱錯誤；電壓表量程選用不當(2)表格數(shù)據(jù)依次按順序為1.40、1.36、1.32、1.28、1.24、1.20代入公式EUIr，聯(lián)立解得E1.48 V，r0.5 變式訓練1(1)B由于電源電動勢約為1.5 V，故選量程為03 V的電壓表，讀數(shù)既準確，又方便

9、；(2)D中滑動變阻器的額定電流太小，最大阻值太大，調(diào)節(jié)不方便，故滑動變阻器應選C.例2B由UI圖線的斜率及截距可得該電源E6 V，r0.5 .當U4.8 V時，I2.4 A，R2 ，B正確變式訓練2(1)R1(2)實驗電路如下圖所示即學即練1B實驗中選用的電壓表的內(nèi)阻應盡可能的大，而電流表的內(nèi)阻則盡可能的小，故選項B錯誤；其他三個選項的內(nèi)容均為正確操作2ACD閉合電路的UI圖象中，I是電路的總電流，U是路端電壓圖象上圖線與U軸的交點表示電路電流為零，屬斷路，路端電壓即電源電動勢；圖線與I軸交點表示路端電壓為零，電路短路，交點坐標值即為短路電流，I，即r，可見圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻從坐標中可以看出圖線1、2與U軸交于一點表明電動勢E1E2；圖線1斜率比圖線2斜率小，表明r1r2；圖線1與I軸交點坐標大于圖線2與I軸交點坐標，表明I1I2.可見A、C正確兩個電源電動勢相等，內(nèi)阻r1r2，當電流變化量I1I2時，I1r1I2r2，即電源1內(nèi)電壓變化量小于電源2內(nèi)電壓變