人教版高中物理選修312.10 測定電池的電動勢和內(nèi)阻學(xué)案（無答案）

10 測定電池的電動勢和內(nèi)阻 學(xué)案班級 姓名學(xué)習要求1、了解并掌握測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實驗方法。2、學(xué)習用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。3、學(xué)會分析實驗的誤差復(fù)習回顧1、閉合電路的組成： 2、閉合電路歐姆定律的表達式： 3、路端電壓與負載的關(guān)系： 學(xué)習過程測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗原來就是閉合電路歐姆定律，對于一個給定的電池，電動勢和內(nèi)阻是一定的，由閉合電路歐姆定律可以寫出電源電動勢E、內(nèi)電阻r與路端電壓U、電流I 的關(guān)系式，為 。根據(jù)這個關(guān)系式，你可以利用哪些實驗器材來測定電源的電動勢E和內(nèi)電阻r？設(shè)計出怎樣的實驗電路圖？1、 實驗方法和原理 1、原理：E= ；方法： 2、實驗電路設(shè)計：誤差來源： 2、 實驗器材3、 實驗步驟1. 按原理圖連接器材2.把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端. 原理圖3.閉合電鍵，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)，用同樣的方法測量并記錄幾組U、I值.讀出電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I，并填入事先繪制好的表格(如下表)。 次數(shù)123456電流（I）電壓（U）4.斷開電鍵，整理好器材.四、數(shù)據(jù)處理方法一:公式法 改變R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次I、U的值，算出E、r取平均值E= r= 方法二：圖像法 把測出的多組U、I值，在UI圖中描點畫圖象，使UI圖象的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標點或使各坐標點大致分布在直線的兩側(cè)，如圖所示，由UEIr可知： 圖像的物理意義： (1)縱軸截距: (2)圖線斜率的絕對值： .五、注意事項1、電池：為了使路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用舊電池2、滑動變阻器：干電池的內(nèi)阻較小，為了獲得變化明顯的路端電壓，滑動變阻器選擇阻值較小一點的3、實驗操作：電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時間放電不宜超過0.3 A，短時間放電不宜超過0.5 A因此，實驗中不要將I調(diào)得過大，讀電表示數(shù)要快，每次讀完后應(yīng)立即斷電4、畫UI圖象時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均衡分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮這樣，就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度5、當路端電壓變化不是很明顯時，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?shù)闹甸_始，（但橫坐標必須從0開始)但這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢E，圖線的斜率的絕對值仍為內(nèi)阻r.六、誤差分析1偶然誤差： 2系統(tǒng)誤差主要原因是未考慮電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比實際的總電流(即流過電源的電流)要 （填“大”或“小”）一些，I真 與I測的關(guān)系式應(yīng)為 可見U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就 ，當U等于0時I真 與I測 根據(jù)真實情況在UI坐標系中畫出測量值圖像。從而可知E測 E真，r測 r真 七、課后延伸探究1、若采用右圖的電路圖來進行實驗，試分析實驗造成的誤差。2、只有電流表或電壓表怎么測量？需要哪些器材？如何測量？鞏固練習1.下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是 （ ）A測出兩組I，U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可求出E和rB多測幾組I，U的數(shù)據(jù)，求出幾組E，r，最后分別求出其平均值C測出多組I，U的數(shù)據(jù)，畫出UI圖像，再根據(jù)圖像求E，rD多測出幾組I，U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出開路時的路端電壓即為電壓勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r2.用電壓表、電流表測定a、b兩節(jié)干電池的電動勢Ea、Eb和內(nèi)電阻ra、rb時，畫出的圖線如圖所示，則()A、.EaEb，rarb B、EaEb，rarb C、Earb D、EaEb，rarb 組別 I(A) U(V) 1 0.12 1.37 2 0.20 1.32 3 0.31 1.24 4 0.32 1.18 5 0.50 1.10 6 0.57 1.053、用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所用的電路如圖所示，一位同學(xué)測得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。 (1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2.6-6中作出U-I圖線。 （2）根據(jù)圖線得出電池的電動勢E=_V,電池的內(nèi)電阻r= _ 。 （3）若不作出圖線，只選用其中兩組U和I數(shù)據(jù)， 可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第_組和第 _組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大。 4.在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材： 干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0） 電壓表V（015V） 電流表A（00.6A、內(nèi)阻0.1） 電流表G（滿偏電流3mA、內(nèi)阻Rg=10） 滑動變阻器R1（010、10A） 滑動變阻器R2（0100、1A） 定值電阻R3=990 開關(guān)、導(dǎo)線若干1 為了方便且能較準確地進行測量，其中應(yīng)選用的滑動變阻器是_（填寫字母代號）； 請在線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的實驗電路圖，并在圖中標上所選用器材的符號。(3) 上圖為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計的實驗，繪出的I1I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢E =_V，內(nèi)電阻r =_。附：實驗數(shù)據(jù)收集及數(shù)據(jù)處理1、數(shù)