《实验测定电池的电动势》学案全集1（人教版1）

实验：测定电池的电动势【学习目标】（一）知识与技能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。（二）过程与方法通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。（三）情感、态度与价值观使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。【自主学习】想一想：伏安法可以测量电阻的阻值，此法是否也可以测量电源电动势和内阻呢？填一填：由闭合电路欧姆定律可知，路端电压U=E-Ir，改变外电阻R即可测得两组U、I值，代入公式可求得E、r值，由此可知用电压表、电流表、可变电阻或电压表、变阻箱或电流表、变阻箱等方法即可测量电源电动势和内阻。填一填：用水果电池或已使用过一段时间的1号干电池（它们的内阻较大），选用较为方便的一种电路图进行实验，把测量的数据填入表格中。填一填：为了减小实验误差，可测量多数U、I数据，计算出多组E、r值，然后取E、r的平均值，但这种方法的缺点是计算量较大。议一议：对同一个电池来说，E、r可认为是恒量，故U=-Ir+E可以看作一次函数，即U—I图象是一条直线，且图象法更为简单、直观，且能达到减小实验误差的目的。填一填：以I为横坐标，U为纵坐标，把U、I数据在坐标系中描点，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在直线上或均衡地分布在直线的两侧，误差较大的点可以删去；图象与纵坐标轴交点的电压值等于电动势，与横坐标交点的电流值为短路电流。【典例剖析】例1现有一阻值为10．0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：（1）画出实验电路图．（2）简要写出完成接线实验步骤。（3）写出用测得的量，电源内阻的表达式r＝________________。答案：（1）略（2）断开开关，记下电压表偏转格数N1；合上开关，记下电压表偏转格数N2（3）r=(N1+N2)R/N2例2．在测定一节干电池（电动势约为，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A变阻器为（20Ω，3A），B变阻器为（500Ω，0.2A） 电压表应该选（填A或B），这是因为. 变阻器应该选（填A或B），这是因为.答案：B，A电压表量程过大，误差较大；A、B变阻器额定电流过小且调节不便例3某同学按如图3所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)12将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。（1）电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电值，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量（不要求具体计算）_________。（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是________。答案：（1）可测出的物理量是R2、R3和E。（2）可能R2断路，也可能R2、R3都断路。例4测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4．5V，r约为1．5Ω）。器材：量程3V的理想电压表eq\o\ac(○,V)，量程0．5A的电流表eq\o\ac(○,A)（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R′，电键K，导线若干。①画出实验电路原理图。图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出。②实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E=，r=。（用I1，I2，U1，U2及R表示）答案：①实验电路原理图如图。②(I1U1-I2U2)/(I1-I2)(U2-U1)/I1-I2)-R【课堂训练】1．某同学用伏安法测电阻，分别采用电流表内接法和外接法，测量某Rx的阻值分别为R1和R2，则测量值R1，R2和真实值Rx之间的关系是[]A．R1＞Rx＞R2B．R1＜Rx＜R2C．R1＞R2＞RxD．R1＜R2＜R2．使用多用表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值[]A．比真实值大B．比真实值小C．与真实值相等D．可能比真实值大，也可能小3．用伏安法测未知电阻Rx时，若不知道Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图1所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a，b接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么有[]A．若电流表示数有显著变化，S应接aB．若电流表示数有显著变化，S应接bC．若电压表示数有显著变化，S应接aD．若电压表示数有显著变化，S应接b4．某同学用电流表外接法测电阻时，误将两表互换位置，则造成的结果为[]A．电阻烧坏B．电流表烧坏C．电压表示数几乎为零D．电流表示数几乎为零5．一个用满偏电流为3mA的电流表改装成欧姆表，调零后用它测500Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间，如用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处，则被测电阻的阻值为[]A．1000ΩB．5000ΩC．150ΩD．2000Ω6．用伏安法测一只阻值约10Ω的电阻，采用图2所示的电路，所用电源电动势为6V，内阻为0．1Ω，可变电阻的最大值为10Ω，选用下列哪一组电流表、电压表最合适？[]A．0-0．6A、0-3VB．0-0.6A、0-15VC．0-3A、0-3VD．0-3A、0-15V7．为测某电阻R的阻值，分别接成图3所示的甲、乙两电路，在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3V、3mA，乙电路中两表示数分别为2．9V和4mA，则待测电阻的值应为[]A．比1000Ω略大一些B．比1000Ω略小一些C．比725Ω略大一些D．比725Ω略小一些8．图4为多用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻rg=100Ω，调零电阻的最大值R=50kΩ，串联的固定电阻R0=50Ω，电池电动势E=，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是[]A．30kΩ～80kΩB．3kΩ～8kΩC．300Ω～800ΩD．30Ω～80Ω二、填空题9．用伏安法测电阻时，为了较正确地测定一个标志为R=100＋10%Ω的电阻，应选用下列器材中哪一些来测量？[]A．毫安表，内阻100Ω，量程30mAB．电流表，内阻0．2Ω，量程1AC．电压表，内阻104Ω，量程15VD．电压表，内阻4×103Ω，量程3VE．变阻器，规格为200Ω，1AF．电源，直流3V。应选用的器材为：____.10．采用电流表内接法电路测电阻时，电压表的示数是1．2V，电流表的示数为0.48A，电流表内阻是0．2Ω，则被测电阻的真实值为______。11．用量程为5mA的电流表改装成一欧姆表，其电路如图5所示，已知电源电动势为1．5V，那么原来表盘上2mA刻度线处改写为电阻值是______Ω。图612．用欧姆表“×100”档测量两个电阻的阻值，调零后，选用表笔压紧电阻两端，表针依次指在图6所示的a，b两处，它们的阻值Ra=______Ω，Rb=______Ω，为了提高测量精度，上述两个电阻中，最好将阻值为______Ω的那个电阻换用______档重新测量。图613．下列使用多用表欧姆档测电阻的注意事项中，正确的说法是：______。A．如待测电阻与电源相连，就先切断电源，再用多用表欧姆档测量B．应使待测电阻与其他元件断开，并且不能用双手同时接触两表笔金属部分C．为使测量准确，应使表针指在中值电阻附近，否则应换档D．每次更换量程都要将两表笔短接，进行调零E．注意两表笔正、负极性不要接错F．使用完毕，应将选择开关置于空档OFF，或交流电压最高档14．如图7所示，用伏安法测电阻R0的值时，M、N接在恒压电源上，当S接a时电压表示数10V，电流表示数0.2A；当S接b时，电压表示数12V，电流表示数0.15A。为了较准确地测定R0的值，S应接在____点，R0的真实值为____Ω。图815．为测量Rx的值，将它与阻值R0＝20Ω的定值电阻串联后接入电压恒定的电路，如图8所示，现用一只电压表（不理想）分别去测R0和Rx两端的电压，其读数分别为8V和6V，则Rx=______Ω．A、B两端的电压上______14V。（填‘大于”、“等于”或“小于”）图8三、计算题16．实验室里有内阻为1kΩ的电压表及内阻为50Ω的电流表各一只，要用它们来测量一只阻值在500Ω左右的电阻，问：（1）为减小误差，应