河南省焦作市沁陽一中高中物理 第二章第十節(jié) 測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修31(1).doc

河南省焦作市沁陽一中高中物理 第二章第十節(jié) 測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1 導(dǎo)學(xué)部分 【提出問題】：現(xiàn)在有一個(gè)干電池，要想測出其電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，你需要什么儀器，采用什么樣的電路圖，原理是什么？【實(shí)驗(yàn)原理】：方法一：用電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器- 法。方法二：用電流表和電阻箱-安阻法方法三： -伏阻法本節(jié)課你認(rèn)為我們應(yīng)選擇方法 完成測量。為什么？【實(shí)驗(yàn)電路】問題提出：實(shí)驗(yàn)中的電路有下圖甲、乙兩種，若電表都是理想的，采用任何一種都一樣。但一般來說，電表不能看作理想的，在考慮電表電阻的情況下，采用哪種電路合理呢？結(jié)論： 【實(shí)物連線】在右圖所示的實(shí)物圖中完成連線?！緮?shù)據(jù)處理】方法一：多次測量取平均值。方法二： 練習(xí)題：1、在測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中得到了右圖所示的u-i圖象，由圖可知：電源電動(dòng)勢為 v，內(nèi)電阻為 。2、如圖為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的u-i圖像，下列判斷正確的是：a電動(dòng)勢e1e2，發(fā)生短路時(shí)的電流i1 i2b電動(dòng)勢e1=e2，內(nèi)阻r1r2c電動(dòng)勢e1e2，內(nèi)阻 r1 r2d當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化大3、在測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中得到了下表所示的數(shù)據(jù)，請?jiān)谙聢D中畫出此電源的u-i圖象，并由此求出電源的電動(dòng)勢為 v，內(nèi)電阻為 。u/v1.21.41.61.82.02.2i/a3.603.212.801.911.991.60課后練習(xí)1.在“測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了正確的ui圖象，如圖2101所示，其中圖線斜率絕對值的物理含義是()a 短路電流 b電源內(nèi)阻 c電源電動(dòng)勢 d全電路電阻 圖21012用伏安法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中錯(cuò)誤的是 ()a應(yīng)選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表讀數(shù)變化明顯b應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表c移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過載 d使滑動(dòng)變阻器阻值盡量大一些，測量誤差才小3如圖2102所示，是甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)的測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的電路電路中r1、r2為已知阻值的電阻下列說法中正確的是()圖2102a只有甲同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻b只有乙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻c只有丙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻d三位同學(xué)設(shè)計(jì)的電路都能測出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻4某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖2103所示電路測量某電池的電動(dòng)勢e和內(nèi)電阻r.由于該電池的內(nèi)電阻r較小，因此在電路中接入了一阻值為2.00 的定值電阻r0.(1)按照實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖：圖2103(2)閉合開關(guān)s，調(diào)整電阻箱的阻值，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)u，并計(jì)算出通過電阻箱的電流數(shù)值i，為了比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在坐標(biāo)紙中畫出了如圖2104所示的ui圖象，由圖象可得：e_v，r_. 圖21045現(xiàn)有一特殊電池，它的電動(dòng)勢e約為9 v，內(nèi)阻r約為40 ，已知該電池允許輸出的最大電流為50 ma.為了測定這個(gè)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖2105甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電流表的內(nèi)阻ra已經(jīng)測出，阻值為5 ，r為電阻箱，阻值范圍0999.9 ，r0為定值電阻，對電路起保護(hù)作用圖2105(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻r0有以下幾種規(guī)格：a10 b50 c150 d500 本實(shí)驗(yàn)選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好_(2)該同學(xué)接入符合要求的r0后，閉合開關(guān)s，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了圖21015乙所示的圖線，則根據(jù)該同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢e_v，內(nèi)阻r_.6用電流表和電壓表測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，被測電源是兩節(jié)干電池串聯(lián)的電池組可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材如下：a電流表，量程00.6 a,03 a b毫安表，量程0100 a,0100 mac電壓表，量程03 v,015 v d滑動(dòng)變阻器，01000 ，0.1 ae滑動(dòng)變阻器，020 ，2 a f電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)為了盡量得到較好效果，電流表應(yīng)選_，量程應(yīng)選_，電壓表量程應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_(2)如圖2106有甲、乙兩個(gè)可供選擇的電路，應(yīng)選_電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中誤差是由于_表的讀數(shù)比實(shí)驗(yàn)值偏_ 圖21067(2009年高考海南卷)圖2107甲是利用兩個(gè)電流表a1和a2測量干電池電動(dòng)勢e和內(nèi)阻r的電路原理圖圖中s為開關(guān)，r為滑動(dòng)變阻器，固定電阻r1和a1內(nèi)阻之和為10000 (比r和滑動(dòng)變阻器的總電阻都大得多)，a2為理想電流表 圖2107 (1)按電路原理圖在圖乙虛線框內(nèi)各實(shí)物圖之間畫出連線(2)在閉合開關(guān)s前，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c移動(dòng)至_(填“a端”、“中央”或“b端”)(3)閉合開關(guān)s，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c至某一位置，讀出電流表a1和a2的示數(shù)i1和i2，多次改變滑動(dòng)端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為i1(ma)0.1200.1250.1300.1350.1400.145i2(ma)48040032023214068在圖2108所示的坐標(biāo)紙上以i1為縱坐標(biāo)、i2為橫坐標(biāo)畫出所對應(yīng)的i1i2曲線 (4)利用所得曲線求得電源的電動(dòng)勢e_ v，內(nèi)阻r_ .(保留兩位小數(shù))(5)該電路中電源輸出的短路電流im_ a. 圖2108答案1. 解析：選b.由閉合電路公式ei(rr)uir得ueir，所以在ui圖象中圖線斜率表示電源內(nèi)阻故正確答案為b.2解析：選bd.選用電表時(shí)應(yīng)選用內(nèi)阻較大的電壓表和內(nèi)阻較小的電流表；同時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值不能太大如果這樣電流較小，電流表讀數(shù)誤差較大，故應(yīng)選b、d.3. 選d.圖甲中可用ei1(rr1)、ei2(rr2)求得電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，圖乙中可用eu1r、eu2r求得電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，而圖丙中可用eu1i1r、eu2i2r求得電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，故三位同學(xué)設(shè)計(jì)的電路都能測出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻.4.（2）由ui圖象可知電源的電動(dòng)勢e2.0 v，當(dāng)電源的外電壓為u1.3 v時(shí)，電源中的電流為i0.28 a 由euir得 r 2.5 又rrr0，rrr02.5 2 0.5 .5.解析：(1)回路中的最小電阻r總 180 ，r0為保護(hù)電阻，當(dāng)r0時(shí)，電源電流也不會(huì)超出50 ma，則r0r總rra135 ，c最合適，a、b太小起不到保護(hù)作用，d太大，會(huì)使電路中的電流測量范圍太小(2)由閉合電路歐姆定律有ei(rr0rar)得(rr0)(rr0)，圖線的斜率為，由圖線知斜率k得e10 v，圖線與縱軸截距為5，解得r45 .6.解析：(1)一般干電池允許通過的最大電流為0.5 a，故電流表應(yīng)該選a，其量程應(yīng)該選00.6 a兩節(jié)干電池串聯(lián)后的電動(dòng)勢為3.0 v，故電壓表量程應(yīng)該選03 v滑動(dòng)變阻器的最大阻值只需要比電池組的內(nèi)阻大幾倍即可，故選擇e.(2)應(yīng)該選乙電路，電流表的內(nèi)阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相差不大，其分壓作用不可忽略，而電壓表的內(nèi)阻相對滑動(dòng)變阻器的阻值來講大很多，其分流作用可以忽略，故選擇乙電路實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)是路端電壓，電流表的示數(shù)比干路中的電流略小，所以實(shí)驗(yàn)中的誤差是由于電流表的讀數(shù)比實(shí)際值偏小所造成的 答案：(