（新課標(biāo)）高中物理 2.9 測電源的電動勢和內(nèi)阻教案 新人教版選修31.doc

2.9 測電源的電動勢和內(nèi)阻【教學(xué)目標(biāo)】 1、了解并掌握測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實(shí)驗(yàn)方法。2、學(xué)習(xí)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。重點(diǎn)：掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。難點(diǎn)：掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。【自主預(yù)習(xí)】1實(shí)驗(yàn)原理（三種方法）： （1）選用伏安法測電源電動勢與內(nèi)電阻用電壓表、電流表、可變電阻（如滑動變阻器）測量。如圖1所示：測出兩組_值，就能算出電動勢和內(nèi)阻。原理公式：_實(shí)驗(yàn)原理（1）是本節(jié)課的重點(diǎn)。測出幾組u,i數(shù)值，帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組，可得到e，r值。這種方法誤差較大。還可以多測出幾組u,i值，然后在u-i坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組u、i值所對應(yīng)的點(diǎn)，然后通過這些點(diǎn)畫一直線，如圖所示，直線與縱軸的的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是電池的電動勢的大小，直線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是電池的短路電流io=e/r，因此可求的內(nèi)電阻r=e/io。誤差分析：e測 e真 r測 r真（2）用安阻法測量。如圖2.6-2所示：測出兩組_值，就能算出電動勢和內(nèi)阻。原理公式：_ _（3）用伏阻法測量。如圖2.6-3所示：測出兩組_值，就能算出電動勢和內(nèi)阻。原理公式：_ _2實(shí)驗(yàn)器材：電池（待測電源）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線，坐標(biāo)紙?！镜湫屠}】一、實(shí)驗(yàn)基本操作【例1】 某學(xué)生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值為020 ，連接電路的實(shí)物圖如圖2911所示該學(xué)生接線中錯誤的和不規(guī)范的做法是()a滑動變阻器不起變阻作用b電流表接線有錯c電壓表量程選用不當(dāng)d電壓表接線不妥 二、數(shù)據(jù)處理方法u/i/【例2】 下面是在測某電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中記錄的六組數(shù)據(jù)請在直角坐標(biāo)系中畫出ui圖，并根據(jù)圖象算出待測電池的電動勢和內(nèi)阻.u/v1.371.321.241.181.101.05i/a0.120.200.310.320.500.57【例3】某同學(xué)采用如圖2913所示的電路測定電源電動勢和內(nèi)阻，已知有干電池(電動勢約為1.5 v，內(nèi)阻約2 )，電壓表(03 v,3 k)，電流表(00.6 a,1.0 )，滑動變阻器r1(10 ，2 a)和r2(100 ，0.1 a)各一只(1)實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選用_(選填“r1”或“r2”)(2)在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路(3)在實(shí)驗(yàn)中測得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的ui圖象，由圖可較準(zhǔn)確地求出電源電動勢e_ v；內(nèi)阻r_ .【課后練習(xí)】1.如圖2912所示是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的ui圖象，下列關(guān)于這個圖象的說法中正確的是()a縱軸截距表示待測電源的電動勢，即e3 vb橫軸截距表示短路電流，即i短0.6 ac根據(jù)r，計算出待測電源內(nèi)阻為5 d根據(jù)r|，計算出待測電源內(nèi)阻為1 2如圖3所示，甲、乙為兩個獨(dú)立電源的路端電壓與通過它們的電流i的關(guān)系圖象，下列說法中正確的是()a路端電壓都為u0時，它們的外電阻相等b電流都是i0時，兩電源的內(nèi)電壓相等c電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢d電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻3用圖象法計算電動勢和內(nèi)電阻時，先要描點(diǎn)，就是在ui坐標(biāo)系中描出與每組i、u值對應(yīng)的點(diǎn)，以下說法中正確的是()a這些點(diǎn)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地分布在一條直線上，即ui圖線應(yīng)通過每個點(diǎn)b這些點(diǎn)應(yīng)當(dāng)基本上在一條直線上，由于偶然誤差不能避免，所以ui圖線不可能通過每一個點(diǎn)c不在ui圖線上的點(diǎn)應(yīng)當(dāng)大致均衡地分布在圖線兩側(cè)d個別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)舍去4在測定電池的電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖中(如圖4)，電流表和電壓表的正接線柱都尚未連接，為了做這個實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該把()a電流表的正接線柱與c點(diǎn)相連b電流表的正接線柱與b點(diǎn)相連c電壓表的正接線柱與a點(diǎn)相連d電壓表的正接線柱與c點(diǎn)相連5用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，下列注意事項中正確的是()a應(yīng)選用新的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯b應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表c移動滑動變阻器的滑片時，不能使滑動變阻器短路，以免造成電流表過載d根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作ui圖象時，應(yīng)通過盡可能多的點(diǎn)畫一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)6.在用圖5所示的電路測量電池電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，若有兩只電壓表v1和v2量程相同，內(nèi)阻rv1rv2；兩只電流表a1、a2量程相同，內(nèi)阻ra1ra2，在該實(shí)驗(yàn)中，為了使e、r的測量精確些，選擇的電表可以是()av1和a2 bv2和a2cv2和a1 dv1和a17下面給出的用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法中，既能減小偶然誤差，又直觀簡便的方法是()a測出兩組i和u數(shù)據(jù)，代入方程組，求出e和rb測出多組i和u數(shù)據(jù)，代入方程求出幾組e和r，最后求出平均值c測出多組i和u數(shù)據(jù)，畫出ui圖象，根據(jù)圖象求出e和rd測出多組i和u數(shù)據(jù)，分別求出i和u的平均值，然后代入公式求出e和r8如圖6所示，已知r1r2r31 .當(dāng)開關(guān)s閉合后，電壓表的讀數(shù)為1 v；當(dāng)開關(guān)s斷開后，電壓表的讀數(shù)為0.8 v，則電池的電動勢等于()a1 v b1.2 vc2 v d4 v9如圖7所示是測量兩節(jié)干電池組成的串聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)所用器材，用實(shí)線將它們連成實(shí)驗(yàn)電路10利用伏安法測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)有的器材為干電池：電動勢約1.5 v，符號電壓表：量程1 v，內(nèi)阻998.3 ，符號 v電流表：量程1 a，符號 a 滑動變阻器：最大阻值10 ，符號電阻箱：最大阻值99 999.9 ，符號單刀單擲開關(guān)1個，符號導(dǎo)線若干(1)設(shè)計測量電源電動勢和內(nèi)電阻的電路并將它畫在指定的方框內(nèi)要求在圖中標(biāo)出電壓表、電流表的接線柱的正負(fù)(2)為了滿足本實(shí)驗(yàn)要求并保證實(shí)驗(yàn)的精確度，電壓表量程應(yīng)擴(kuò)大為原量程的_倍，電阻箱的阻值應(yīng)為_ .答案：例1. 答案ad解析實(shí)物圖中，滑動變阻器的兩個固定端被接入電路，滑片移動時，變阻器不起變阻作用，選a項電流表和電壓表只允許從電表的正接線柱流入，負(fù)接線柱流出，故圖中電壓表接線錯誤，電流表接線正確故選d項，不選b項一節(jié)干電池的電動勢為1.5 v，電壓表選用03 v量程是正確的，故不選c項圖中電壓表直接和電池并聯(lián)，即使開關(guān)斷開，電壓表仍有示數(shù)，開關(guān)不能控制整個電路，從這個角度看出應(yīng)選d項例2. 答案圖象見解析圖1.46 v0.72 解析建立坐標(biāo)系，利用描點(diǎn)法畫出ui圖象，如圖所示第四個點(diǎn)明顯偏離，可見誤差太大，應(yīng)舍去直線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)即為電源的電動勢e1.46 v由閉合電路的歐姆定律euir，將直線上的點(diǎn)(1.10,0.50)的坐標(biāo)u1.10 v，i0.50 a代入得內(nèi)阻r0.72 . 例3.答案(1)r1(2)見解析圖(3)1.48(1.471.49均正確)1.79(1.781.90均正確)解析(1)電路中最大電流i0.75 ar2的額定電流小于0.75 a，同時r2阻值遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻r，不便于調(diào)節(jié)，所以變阻器用r1.(2)如下圖所示(3)將圖線延長，交于縱軸，則縱截距即為電動勢e1.48 v(1.471.49 v均正確)r，可得r1.79 (1.781.90 均正確)課后練習(xí)1. 答案ad2.答案ac3.答案bcd解析用描點(diǎn)法畫圖象時，應(yīng)使這些點(diǎn)基本在一條直線上，且大致均衡地分布在圖線兩側(cè)，個別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)是由于偶然誤差造成的，應(yīng)當(dāng)舍去4. 答案cd5.答案ac6.答案c7.答案ad解析首先分析該電路的誤差來源，此種接入電路的方法來源于電壓表分流，即所測得的電流為不準(zhǔn)確值(不是干路電流)，所以應(yīng)盡可能避免電壓表分流，應(yīng)選大阻值電壓表8.答案c解析開關(guān)閉合時，r總rr1r1.5將i1 a代入公式得er1.5開關(guān)斷開時，r總rr1r3r2將i0.8 a代入公式得e0.8r1.6解之得e2 v，r0.5 9. 答案見解析圖 解析本題考查實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)物連線首先畫出實(shí)驗(yàn)電路圖如右圖所示因?yàn)榇郎y電源電動勢約為3 v，所以電壓表選用03 v的量程；干電池的允許電流一般在0.5 a左右，所以電流表應(yīng)選用00.6 a的量程；注意開關(guān)閉合前，要使變阻器接入電路的阻值盡量大些，保護(hù)電流表以防燒毀電壓表不要直接接在電源的兩極上，要受開關(guān)的控制，實(shí)物連接圖如下圖所示10. 答案(1)