人教版高中物理选修3-1第5讲 实验九 测定电池的电动势和内阻.ppt

第5讲 实验九 测定电池的电动势和内阻,抓住三个要求,备选视频展台,聚焦两个热点,随堂 基础演练,1.实验目的、原理、器材、步骤 2.数据处理 误差分析 3.注意事项,1.伏安法则电源电动势和内阻 典例1 借题发挥 变式跟踪1 2.实验电路的改进和分析 典例2 变式跟踪2,定值电阻间接当电压表使用,拓展创新实验,第七章 恒定电流 备选多媒体展台 1.电源内部的能量转化 2.类比抽水机体会电源的功能 3.利用电势升降图理解闭合电路的电势升降 4.用电流表改装电压表 5.电流表量程的扩大 6.与逻辑电路 7.晶体二极管“与”门电路 8.或逻辑电路 9.晶体二极管“或”门电路 10.非逻辑电路, 01抓住三个要求, 01抓住三个要求, 01抓住三个要求,用图象法求e和r时作图不准确 由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差 本实验中测量结果是：e测e真，r测r真.,【误差分析】,注意事项, 01抓住三个要求,1选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池 2电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势e会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 a，短时间放电不宜超过0.5 a因此，实验中不要将i调得过大，读电表要快，每次读完立即断电 3计算法求e、r：要测出不少于6组i、u数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的i、u数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组， 分别解出e、r值再求平均值 4合理选择标度：为使图线分布空间 大，如右图所示，纵坐标可以不从零 开始，则图线和横轴的交点不再是短 路电流，电源的内阻不能用re/i短 确定，应根据r|u / i |确定,本栏内容 结束,【典例1】 (2012重庆卷，22(2)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势e和内阻r，并探究电极间距对e和r的影响实验器材如图所示,02聚焦两个热点,测量e和r的实验方案为：调节滑动变阻器,改变电源两端的电压u和流过电源的电流i,依据公式_,利用测量数据作出u-i图象，得出e和r. 将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路,u=eir,02聚焦两个热点,实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的u-i图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知： 在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势_(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻_(填“增大”、“减小”或“不变”). 曲线(c)对应的电源电动势e_v,内阻r_.当外电路总电阻为2 500 时,该电源的输出功率p_mw.(均保留三位有效数字),不变,增大,0.975,478,0.268,转 解析,注：u-i图线在u轴上的截距等于电源的电动势，图线的斜率表示电源的内阻.,02聚焦两个热点,转 原题,电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安法，另外还有以下几种方法： 1安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：ei1(r1r)，ei2(r2r)，由此可求出e和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大,02聚焦两个热点,【借题发挥】,02聚焦两个热点,02聚焦两个热点,【变式跟踪1】 (2012长春一调)用dis测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示,已知干电池允许的最大供电电流为0.5 a. (1)实验时应选用下列哪种滑动变阻器_ a1 000 ，0.1 a b50 ，2.0 a c10 ，2.0 a d50 ，0.1 a (2)根据实验得到的图象如图乙所示， 可求得干电池的内电阻为r_ .,c,2.0,解析/显隐,【典例2】 (2012福建卷，19(2)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势e. 先直接用多用电表测定该电池电动势在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图所示，其示数为_v. 然后，用电压表、电阻箱r、定值电阻r0、开关s、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势,02聚焦两个热点,9.4,02聚焦两个热点,()根据下图乙所示电路图，用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接成完整电路,02聚焦两个热点,()闭合开关s，调整电阻箱阻值r，读出电压表相应示数u.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的r、u数据，并计算出相应的1/r与1/u的值请用表中数据在图中的坐标纸上描点，并作出1/u 1/r图线. ()从图线中可求得e_v.,10.0,转 解析,02聚焦两个热点,转 原题,【借题发挥】,在利用作出的图像求解未知量时，应特别注意直线的斜率、截距为了明确斜率、截距的意义，要先写出两个量的函数关系，然后从数学表达式中找到斜率、截距的意义,02聚焦两个热点,【变式跟踪2】 电动自行车具有环保、节能、便捷等优点，但电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为a、b、c、d，测量它们的电动势和内阻. (1)用多用电表直流电压“50 v”挡测量每块电池的电动势测量电池a时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为_ v.,11.0,(2)用图乙所示的电路测量a、b、c、d四块电池的电动势e和内阻r，图中r0为保护电阻，其阻值为5 .改变电阻箱的阻值r，测出对应的电流i，根据测量数据分别作出a、b、c、d四块电池的1/ir图线，如图所示由图线c可知电池c的电动势e_ v，内阻r_ . (3)分析右图可知，电池_(选填“a”、“b”、“c”或“d”)较优,02聚焦两个热点,12,1,c,转 解析,解析 (2)由图象c可以看出，当电阻箱连入电路中电阻为0时对应电流为2 a，图象c的延长线与横轴交点为r0r6 ，故电源电动势为12 v，内阻为1 . (3)图象的延长线与横轴的交点离原点越远表示电源内阻越大，图象c的延长线与横轴的交点离坐标原点最近，所以电源c较优 答案 (1)11.0(答“11”也对) (2)12 1 (3)c,02聚焦两个热点,本栏内容 结束,转 原题,在有些需要测电压的实验中，没有电压表或给定的电压表不能用来直接测电压，此时可利用定值电阻与其他电表组合，间接测出待测元件两端的电压,03拓展创新实验,【典例3】 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： a干电池e(电动势约为1.5 v、内电阻大约为1.0 ) b电压表v(015 v) c电流表a(00.6 a、内阻0.1 ) d电流表g(满偏电流3 ma、内阻rg10 ) e滑动变阻器r1( 010 、10 a ) f滑动变阻器r2( 0100 、1 a ) g定值电阻r3990 h开关、导线若干 (1)为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_(填写“r1”或“r2”)；,r1,注：干电池电动势较小，而电压表量程较大，用此电压表测量电压时误差太大.,转 解析,(2)请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号； (3)如图所示为某一同学根据他设计的实验，绘出的i1-i2图线(i1为电流表g的示数，i2为电流表a的示数)，由图线可求得被测电池的电动势e_ v，内电阻r_ .,03拓展创新实验,1.47,0.83,审题导析 i2断路时流过电流表i1的电流.结合其它已知量可求电源电动势.,求电源的内阻r可参考u-i图象中求电源内阻的方法解答.,转 解析,03拓展创新实验,解析 从实验操作方便和安全角度出发，滑动变阻器选小阻值，大额定电流的r1； 所给器材中电压表量程过大，不能选用，需要把电流表g与r3串联，被测量电源的内阻很小，电流表相对电源用外接法； 图象与纵轴的截距为1.47 ma，为断路时通过g的电流断路电流乘以(r3rg)等于1.47 v，为电源电动势；图线的斜率为电源内阻r0.83 . 答案 (1)r1 (2)电路图如图所示 (3)1.47(1.461.48均对) 0.83(0.810.85均对),转 原题,本栏内容 结束,预测高考命题视角 以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性、设计性等特点. 视角1 实验方法、方案的