高中物理第二章恒定电流2.10实验：测定电池的电动势和内阻

2.10试验：测定电池电动势和内阻第1页3．用作图法求电池电动势和内阻，作U－I图象时，在坐标图上以________为横坐标，以________为纵坐标，作出图象后，把这条直线用虚线延长，这条直线与纵轴交点物理意义是________，与横轴交点物理意义是________，直线斜率物理意义是________，由此能够看出，用图象法处理试验数据优点是________，但要求在测量数据准确基础上，作图象时必须严格认真，且使大多数点在这一直线上，不在这一直线上点大致均匀地分布在直线两侧，才能从图象中找出正确结论和准确答案．第2页4．测电源电动势和内阻其它方法：(1)依据E＝________.(2)依据E＝________.第3页第4页试验原理及方法1．试验原理测量原理图如右图所表示，由闭合电路欧姆定律可得电池电动势E、内阻r、路端电压U、电流强度I间关系：U＝E－Ir①对于一定电池，E和r都是确定，所以改变R阻值，测得多阻U、I值，代入①式，可分别得到U1＝E－I1rU2＝E－I2rU3＝E－I3r……以上方程两两组成方程组，可求得多组E、r值，取其平均值作为电池电动势和内阻值大小．第5页2．试验器材被测电池(干电池)，电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线等．第6页3．试验步骤(1)按右图把器材连接好，注意选取适当电流表、电压表量程．(2)把滑动变阻器滑动片移到一端，使接入电路部分电阻最大．(3)闭合开关、调整变阻器，使电流表有显著示数，统计一组电流表和电压表示数．(4)用一样方法，测量并统计几组U、I数值并统计下来．(5)断开开关、整理好器材．(6)依据测量数据绘制U—I图线，所得图线延长线与U轴交点即为电源电动势E，图线斜率绝对值即为电池内阻r(也可解方程组计算出E、r)．第7页4．注意事项(1)为了使电池路端电压改变显著，电池内阻宜大些(选取已使用过一段时间1号干电池或水果电池)．(2)因为干电池在大电流放电时极化现象严重，电动势会显著下降，内阻r会显著增大，故试验中不能将电流调得过大(长时间放电不宜超出0.3A，短时间放电不宜超出0.5A)，且读数要快，读完后马上切断电源；水果电池内阻改变也比较显著，测量前应做好充分准备，测量尽可能快速，在内阻发生较大改变之前结束测量．(3)试验中U取值不能太小，普通不得小于1V，测得U、I值不少于5组，且改变范围要大一些，解方程组求解E、r值时，取1、4组，2、5组，3、6组求解后，求平均值．第8页(4)画U－I图线时，要尽可能使多数点落在直线上，不在直线上点均匀分布在直线两侧．(5)纵坐标可不从零开始，如右图所表示，计算内阻时，要在直线上取两较远点用r＝求出(横坐标必须从零开始)．第9页在用电压表和电流表测电源电动势和内电阻试验中，依据以下列图甲所表示试验电路测量得出以下数据.U/V1.361.321.301.281.241.20I/A0.220.280.340.400.460.50(1)试在图乙坐标系中作出试验得到U－I图象．(2)用绘制U－I图象得出所测电源电动势为________V；电源内电阻为________Ω.第10页解析：以下列图所表示第11页画图时注意这些点应均分在直线两侧．(2)读出纵坐标上截距为1.48(得出1.46V～1.50V均为正确)；计算出该直线斜率为0.52，注意与横轴相交不是原点．(得到0.50Ω～0.60Ω均为正确)答案：(1)如上图所表示(2)1.48(得出1.46V～1.50V均为正确)

0.52(得出0.50Ω～0.60Ω均为正确)第12页变式迁移用右图电路测定一节蓄电池电动势和内阻．因蓄电池内阻非常小，为预防调整滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0.除蓄电池、开关、导线外，可供使用试验器材还有：第13页A．电流表(量程0.6A、3A)B．电压表(量程3V、15V)C．定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)D．定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)E．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)F．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω、额定电流1A)(1)电流表和电压表各选哪个？(2)定值电阻选取哪个？滑动变阻器选取哪个？试说明你选择理由．第14页解析：先由电源电动势E＝2.0V(一节蓄电池电动势)分析，电压表量程应选3V挡，若选15V挡则不便读数．定值电阻只有两个，若选取R0＝10Ω电阻，则线路上电流最大为0.2A，但电流表最小量程为0.6A，读数也不准确，故应选R0＝1Ω定值电阻．滑动变阻器接入电路后，改变其阻值时，应使线路中电流有显著改变，若阻值过大，反而不利于调整，故选取R＝10Ω变阻器．因为定值电阻R0与滑动变阻器R已选，则可知电流表选量程为0.6A挡．答案：(1)0～0.6A

0～3V

(2)定值电阻选取R0＝1Ω滑动变阻器选取R＝10Ω第15页

知能演练

第16页基础巩固1．测量电池电动势和内电阻是用新电池好还是用旧电池好？用旧电池好，旧电池内阻比较大，轻易测量．第17页2．随身听用电池当电源，连续几个小时地播放磁带，音质就会发生显著改变，节奏变慢、音调变低，也就是说电池不能用了；但改听收音机时，仍能正常收听，这是为何呢？播放磁带时，耗电荷量比较