(2.10实验：测定电池的电动势和内阻)学案

砂河中学自主探究学案年级:高二学科：物理学科组长：杨新梅执笔教师：王丽军日期：2013-09-27学习课题：2.10实验：测定电池的电动势和内阻时间是个常数，但也是个变数。勤奋的人无穷多，懒惰的人无穷少学习目标测电源的电动势和内阻。重点难点用电压表和电流表测电源的电动势和内阻；作图处理实验数据。一、实验原理和方法1．画出用电压表、电流表加上滑动变阻器来测定电源的电动势和内阻的电路图．2．画出用电流表、电阻箱测定电源的电动势和内阻的电路图．3．画出用电压表、电阻箱测定电源电动势和内阻的电路图．二、数据处理1．计算法：取两组实验中获得的数据，列方程：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r))，解得：E＝________________，r＝__________________.为了减小误差，多取几组数据，分别列若干组联立方程，求若干组E和r，最后以电动势的________和内电阻的________作为实验结果．2．图象法：若采用第一种实验电路，在坐标纸上以____________为横坐标、__________为纵坐标建立直角坐标系，根据实验测得的几组数据在坐标系中描点作图一、实验原理和方法[问题情境]电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是内阻不同．从前面的学习可知伏安法可以测电阻，用欧姆表也可以直接测电阻．而电源的内阻在里面，那又应该怎样测量呢？1．三种测量方案，其原理均遵从什么定律？2．第二、三种方案中的可变电阻与第一种方案中的相同吗？[要点提炼]1．根据具体的实验条件，有下列三种测量电路，如图1(1)、(2)、(3)所示分别写出对应的物理关系式：(1)______________；(2)____________；(3)__________．图12．水果电池不太稳定，也可改为测量干电池的电动势和内阻，____________(填“新”或“旧”)干电池的内阻较大，容易测量．[问题延伸]恰当选择实验器材，照电路图连好实验器材，使开关处于________状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值________的一端．二、数据处理例1在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别为0.1Ω和1kΩ.下面分别为实验原理图及所需的器件图.（例1）（1）.试在下图中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路.（2）一位同学记录的6组数据见表.试根据这些数据在下图中画出U-I图线.根据图象读出电池的电动势E=

V，根据图象求出电池内阻r=

Ω.I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05[要点提炼]1．数据处理的方法可用以下两个方法，________法和________法．2．用图象法处理实验数据时，建立合适的坐标系，使画出的图象尽量是直线。[问题延伸]干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U－I图象时，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值开始(横坐标I必须从零开始)．此时图线和横轴的交点不再是__________，但纵轴的截距仍然是电池的__________，直线斜率的绝对值|eq\f(ΔU,ΔI)|照样还是电池的____________.三、误差分析：利用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量（如图1所示）电动势和内阻的实验中，由于电压表、电流表的内阻会带来系统误差。试分析系统误差来源于什么？用图象法分析测量值是偏大还是偏小？例2用一只电流表和一只电压表测电池电动势和内电阻的实验电路有如图所示的甲、乙两种，采用甲图测定E和r时产生的系统误差主要是由于；采用乙图测定E和r时产生的系统误差主要是由于，为了减小上述系统误差，当R远小于RV时，应采用电路。巩固训练：1.在《测定电池的电动势和内电阻》的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪些仪器.可以达到测定目的( )A.一只电流表和一只滑动变阻器B.一只电流表和一只电压表C.一只电流表和一只电阻箱D.一只电压表和一只电阻箱2.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U—I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r3.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.Ea>Eb，ra>rb B.Ea>Eb，ra<rbC.Ea<Eb，ra>rb D.Ea<Eb，ra<rb第3题图4.在图所示的电路中，R1、R2为标准电阻，测定电源电动势和内电阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值______真实值，内电阻的测量值______真实值，测量误差产生的原因是______.第3题图5.如图所示，R为电阻箱，eq\o\ac(○,V)为理想