人教版高中物理选修312.10 测定电池的电动势和内阻学案（无答案）

10 测定电池的电动势和内阻 学案班级 姓名学习要求1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。2、学习用图象法处理实验数据。3、学会分析实验的误差复习回顾1、闭合电路的组成： 2、闭合电路欧姆定律的表达式： 3、路端电压与负载的关系： 学习过程测定电源的电动势和内阻的实验原来就是闭合电路欧姆定律，对于一个给定的电池，电动势和内阻是一定的，由闭合电路欧姆定律可以写出电源电动势E、内电阻r与路端电压U、电流I 的关系式，为 。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势E和内电阻r？设计出怎样的实验电路图？1、 实验方法和原理 1、原理：E= ；方法： 2、实验电路设计：误差来源： 2、 实验器材3、 实验步骤1. 按原理图连接器材2.把变阻器的滑片移到电阻值最大的一端. 原理图3.闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组U、I值.读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如下表)。 次数123456电流（I）电压（U）4.断开电键，整理好器材.四、数据处理方法一:公式法 改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值E= r= 方法二：图像法 把测出的多组U、I值，在UI图中描点画图象，使UI图象的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由UEIr可知： 图像的物理意义： (1)纵轴截距: (2)图线斜率的绝对值： .五、注意事项1、电池：为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用旧电池2、滑动变阻器：干电池的内阻较小，为了获得变化明显的路端电压，滑动变阻器选择阻值较小一点的3、实验操作：电池在大电流放电时极化现象较严重，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，读电表示数要快，每次读完后应立即断电4、画UI图象时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度5、当路端电压变化不是很明显时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始，（但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.六、误差分析1偶然误差： 2系统误差主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要 （填“大”或“小”）一些，I真 与I测的关系式应为 可见U越大，电流表的读数与总电流的偏差就 ，当U等于0时I真 与I测 根据真实情况在UI坐标系中画出测量值图像。从而可知E测 E真，r测 r真 七、课后延伸探究1、若采用右图的电路图来进行实验，试分析实验造成的误差。2、只有电流表或电压表怎么测量？需要哪些器材？如何测量？巩固练习1.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既减小偶然误差，又直观、简便的方法是 （ ）A测出两组I，U的数据，代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可求出E和rB多测几组I，U的数据，求出几组E，r，最后分别求出其平均值C测出多组I，U的数据，画出UI图像，再根据图像求E，rD多测出几组I，U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出开路时的路端电压即为电压势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r2.用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势Ea、Eb和内电阻ra、rb时，画出的图线如图所示，则()A、.EaEb，rarb B、EaEb，rarb C、Earb D、EaEb，rarb 组别 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、用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图所示，一位同学测得六组数据如下表中所示。 (1)试根据这些数据在图2.6-6中作出U-I图线。 （2）根据图线得出电池的电动势E=_V,电池的内电阻r= _ 。 （3）若不作出图线，只选用其中两组U和I数据， 可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，这样做可能得出误差很大的结果，选用第_组和第 _组的数据，求得E和r误差最大。 4.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： 干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0） 电压表V（015V） 电流表A（00.6A、内阻0.1） 电流表G（满偏电流3mA、内阻Rg=10） 滑动变阻器R1（010、10A） 滑动变阻器R2（0100、1A） 定值电阻R3=990 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_（填写字母代号）； 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) 上图为某一同学根据他设计的实验，绘出的I1I2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 =_。附：实验数据收集及数据处理1、数