2.10实验：测电池的电动势和内阻

1、2.10实验：测定电池的电动势和内阻【学习目标】1. 知道测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步感受 电源路端电压随电流变化的关系.2 学会根据图象合理外推进行数据处理的方法.3 尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解测量中减小误差的方法.4 培养仔细观察、真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质【学习重点】掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。【学习难点】用图象法处理实验数据。【自主学习导航】测电池电动势和内阻的实验方案有以下三种1.伏安法：由E= U+ Ir知，只要测出 U I的两组数据，就可以 列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有、，电路图如图所示.2 安阻法

2、：由E= IR + Ir可知，只要能得到、 的两组数据，列出关于 E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材有、，电路图如图所示.U3 伏阻法：由E= U+ Rr知，如果能得到、的两组数据，列出关于 E、r的两个方程，就能 解出E、r，用到的器材是、，电路图如图所示.一、实验步骤(以伏安法为例)(1) 电流表用00.6 A量程，电压表用 03 V量程，按实验原理图连接好电路.(2) 把滑动变阻器的滑片移到一端，使其阻值最大.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I 1、U) 用同样的方法测量几组I、U值.(4) 断开开关，整理好器材.(5) 处理数据，用公式法和作图法

3、这两种方法求出电池的电动势和内阻.二、实验数据的处理1 .求平均值法：由 E= U + I 1r, E= U2+ I 2r可解得E=I iU2 I2UI 1 12U2 UI 1 12可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值.2 .作U I图象法（1）本实验中，为了减少实验误差，一般用图象法处理实验数据， 即根据多次测出的 U I值，作U- I图象；（2）将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是 电池电动势E; 横轴截距点（路端电压u= 0）意味着短路情况，它的数值就是短路电流E图线斜率的绝对值即电池的内阻，即r =罟=吕如图所示.三、注意事项1.为使电池的路端电压有

4、明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表.2 .实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流 放电时内阻r的明显变化.3.当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点 可不从零开始.如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E,但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r= |十U求出.【典例精析】一、伏安法测E、r的仪器选择与数据处理例1.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中.（1）备有如下器材A.干电池1节B .滑动变阻器（020 Q ）C.滑动变阻器（01 k Q ）D.电压表

5、（03 V）E.电流表（00.6 A）F.电流表（03 A）G.开关、导线若干其中滑动变阻器应选，电流表应选.（只填器材前的序号）（2）为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图.+t/vE和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的=, r = _甲乙（3）某同学根据实验数据画出的U I图象如图所示，由图象可得电池的电动势为V，内电阻为Q .二、安阻法（或伏阻法）测E、r的实验原理与数据处理例2.某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势1R |图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到【课堂达标检测】1.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r,所用

6、电路如图（a）所示，一位同学测得的六组数据如下表所示组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/V1.371.321.241.181.101.05（1）试根据这些数据在图（b）中作出U-1图线.(b)（2）根据图线求出电池的电动势E=V，电池的内阻r = Q .2. 在做测量一只蓄电池（电动势约为2.2 V，内阻很小）的电动势和内阻的实验时，备有下列器材供选用：A. 定值电阻（阻值已知为Ri= 1 Q,额定功率约 5 W）B. 定值电阻（阻值已知为 Rz= 10 Q,额定功率约10 W）C. 直流电流表（量程00.6 A3 A，内阻不能忽略）D. 直流电压

7、表（量程03 V15 V，内阻较大）E. 滑动变阻器（阻值范围010 Q ）F. 滑动变阻器（阻值范围01 000 Q ）G. 电键H. 导线若干（1）为防止电源短路，用作保护电阻的定值电阻选用 （填“A”或“ B”）如图，某同学将选定的器材在实物图上连线完成了实验电路，闭合电键后无论怎样移动滑片P,发现电压表示数约为2.2 V不变，电流表的示数几乎为零，若电路中只有一处故障，则电路故障可能是 .A. b、c间断路B. a、b间某点电阻丝断路C. P与电阻丝未接通D. 保护电阻断路（3）排除故障后，某小组讨论发现图中有一条导线连接错误，请在错误导线上画上“x”， 并画出正确接线.（4）改正错误

8、后按正确操作完成实验，根据实验记录，将测量数据描点如图，请在图上作出相应图象.则待测蓄电池的电动势E为V，内阻r为Q .（结果均保留三位有效数字）3. 现有一特殊电池，它的电动势E约为9 V，内阻r约为40Q，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻 FA已经测出，阻值为5 Q,R为电阻箱，阻值范围为0999.9 Q , Rd为定值电阻，对电路起保护作用.pA 1|）1 2 3 4 5（J?+J0）Ax 102 屮乙（1）实验室备有的定值电阻Ro有以下几种规格，本实验选用哪一种规格的定值电阻最合适（ ）A. 1

9、0 QB . 50 Q C . 150 QD. 500 Q 该同学接入符合要求的R）后，闭合开关 S,调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势 E=V，内阻 r = Q .【课后巩固练习】U I1. （多选）如图所示，是根据某次测定电池的电动势和内阻的实验记录的数据作出的图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（）A. 纵轴截距表示待测电池的电动势，即 E= 3.0 VB. 横轴截距表示短路电流，即10= 0.6 AC. 根据r =，计算出待测电池内阻为5 QI 0D. 根据r = |并，计算出待测电池内阻为1 Q2 .

10、（多选）用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中正确的是（）A. 应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显B. 应选用内阻较小的电压表和电流表C. 移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D. 使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小3 .某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A.被测干电池一节B.电流表：量程00.6 A，内阻 0.1 Q C.电流表：量程03 A，内阻 0.024 QD.电压表：量程03V，内阻未知E.电压表：量程015 V，内阻未知F.滑动变阻器：0 10 Q , 2 AG.滑动变阻器：0 100 Q , 1 AH

11、.开关、导线若干在伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在 系统误差在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.（1）在上述器材中请选择适当的器材： （填写选项前的字母）;在图方框中画出相应的实验电路图;（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图（b）所示的U I图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E=V,内电阻r =Q .4小明要测定一电池的电动势E和内电阻r，实验器材有：一只 DIS电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱（阻值用R表示），一只开关和导线若干.同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据.接数据呆架器和见脑电池（电动*?5V 7V） 电讎rt vrrrT v -rrvr rrTpTTT iFT ! rTI Ii 4 I -M- H + i Ifttt r ra 1000 0 1X 10丄-JL.L. J_ l_L_ t it rn irr ri Ti-rr + I* 1 Ik呻丄_LL1-4-1- 一L J. -%-L Ji. JFH-+mm TTT3irr nrt iL 1 J - U4- k J；. Jtjii！_+王L L J. J_1111 rri 丁mJLi_;-r i丄丄HC- rTinr r t n-rm-