實(shí)驗(yàn)3：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻_導(dǎo)學(xué)案

1、 2.10 測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.學(xué)習(xí)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法，掌握科學(xué)測(cè)量的步驟。圖 （1）2.了解實(shí)驗(yàn)中誤差的來源，了解用不同方法測(cè)量得出結(jié)果E與r的誤差分析。3.知道實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)會(huì)科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法公式法和圖象法。【同步導(dǎo)學(xué)】1、實(shí)驗(yàn)原理（1）用電壓表、電流表、可變電阻（如滑動(dòng)變阻器）測(cè)量。如圖（1）所示：測(cè)出兩組_值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。原理公式：_圖（2）（2）用電流表、電阻箱測(cè)量。如圖（2）所示：測(cè)出兩組_值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。原理公式：_（3）用電壓表、電阻箱測(cè)量。如圖（3）所示：測(cè)出兩組_值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。原理公式：_這幾種方法均可測(cè)量，下面

2、我們以圖（1）所示的方法介紹實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。圖（3）2實(shí)驗(yàn)器材：電池（待測(cè)電源）、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線，坐標(biāo)紙。3實(shí)驗(yàn)步驟：（1）確定電流表、電壓表的量程，按照電路原理圖把器材連接好。（2）把滑動(dòng)變阻器滑片移到電阻最大的一端。（3）閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電壓表和電流表的讀數(shù)，用同樣方法測(cè)量并記錄幾組I、U值。（4）斷開電鍵，整理好器材。（5）數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上作UI圖，求出E、r4注意事項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)電路圖：安培表和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后與伏特表并聯(lián)。（2）測(cè)量誤差：E、r測(cè)量值均小于真實(shí)值。（3）安培表一般選00.6A檔，伏特表一般選0

3、3V檔。（4）電流不能過大，一般小于0.5A。5.數(shù)據(jù)記錄 6.數(shù)據(jù)處理1、 代數(shù)法 用兩組U和I的數(shù)據(jù)，代入得 解方程組得到E和r的值為了減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，應(yīng)該利用U、I的值多求幾組E和r的值，算出它們的平均值2圖像法以I為橫坐標(biāo)、U為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)幾組I、U的測(cè)量值在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖。思考：（1）在上面的圖像中怎樣找到電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻？(2)比較兩種方法得到的結(jié)果是否一致。7.誤差分析實(shí)驗(yàn)中的誤差屬于系統(tǒng)誤差，請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)一步討論，得到的數(shù)值是偏大還是偏小？（提示：利用圖線及合理的推理）思考：在選用電路圖時(shí)，還可將接在外面（圖2），原則上也是可以的，那么我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)是否兩

4、個(gè)都可以，還是哪一個(gè)更好？為什么？圖2中的誤差主要來自哪里？ 例1 在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,所用電流表和電壓表的內(nèi)阻分別為0.1和1k.下面分別為實(shí)驗(yàn)原理圖及所需的器件圖.（1）.試在下圖中畫出連線,將器件按原理圖連接成實(shí)驗(yàn)電路.（2）一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見表.試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中畫出U-I圖線.根據(jù)圖象讀出電池的電動(dòng)勢(shì)E= V，根據(jù)圖象求出電池內(nèi)阻r= .I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05例2 有兩只電壓表A和B，量程已知，內(nèi)阻不知等于多少；另有一節(jié)干電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但不知等于

5、多少.只用這兩只電壓表、開關(guān)和一些連接用的導(dǎo)線，能通過測(cè)量計(jì)算這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)(已知電動(dòng)勢(shì)不超出電壓表的量程，干電池不許拆開).(1)畫出你測(cè)量時(shí)所用的電路圖；(2)以測(cè)得的量作為已知量，導(dǎo)出計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的式子.1在測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電池、開關(guān)和導(dǎo)線配合下列哪些儀器.可以達(dá)到測(cè)定目的()A.一只電流表和一只滑動(dòng)變阻器 B.一只電流表和一只電壓表C.一只電流表和一只電阻箱 D.一只電壓表和一只電阻箱2下面給出多種用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是 （ ）A測(cè)出兩組I，U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可

6、求出E和rB多測(cè)幾組I，U的數(shù)據(jù)，求出幾組E，r，最后分別求出其平均值C測(cè)出多組I，U的數(shù)據(jù)，畫出UI圖像，再根據(jù)圖像求E，rD多測(cè)出幾組I，U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測(cè)出開路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r3如圖3是測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路，關(guān)于誤差的說法正確的是（ ）Av圖3A由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值；B由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值；C由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值；D由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值；E測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相同； 測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)比真實(shí)值小00.20.40

7、.62.42.62.83.0I/A AU/V4 如圖所示是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)畫出的UI圖線，關(guān)于此圖線，下列的說法正確的是( )A.縱軸的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，即E=3.0VB.橫軸的截距表示電源的短路電流，即I短=0.6AC.電源的內(nèi)阻r=5D. 電源的內(nèi)阻r=1.0 5. 現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40 的電流表一個(gè)，定值電阻R1=150，定值電阻R2=100 ，單刀單擲開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測(cè)量一干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V）的電動(dòng)勢(shì)。（1）畫出電路圖。（2）用已知量和直接測(cè)得量表示的待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為 ，式中各直接測(cè)得量的意義是： 6. 在測(cè)定一節(jié)干電池

8、的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材： 干電池E（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0） 電壓表V（015V） 電流表A（00.6A、內(nèi)阻0.1） 電流表G（滿偏電流3mA、內(nèi)阻Rg=10） 滑動(dòng)變阻器R1（010、10A） 滑動(dòng)變阻器R2（0100、1A） 定值電阻R3=990 開關(guān)、導(dǎo)線若干1 為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是_（填寫字母代號(hào)）； 請(qǐng)?jiān)诰€框內(nèi)畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)上所選用器材的符號(hào)。(3) 上圖為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，繪出的I1I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），由圖線可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E =_V，內(nèi)電阻r

9、 =_。7測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5）。器材：量程3V的理想電壓表，量程0.5A的電流表（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4，滑動(dòng)變阻器R，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。圖中各無件需用題目中給出的符號(hào)或字母標(biāo)出。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E= ，r= 。（用I1，I2，U1，U2及R表示）8.在測(cè)一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為2）的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，變阻器和電壓表各有兩個(gè)供選：A電壓表量程為15V，B電壓表量程為3V，A變阻器為（20，3A），B變阻器為（500，0.2A）。

10、電壓表應(yīng)該選 （填A(yù)或B），這是因?yàn)?。變阻器應(yīng)該選 （填A(yù)或B），這是因?yàn)?。U/VI/A0809101103020101512141304丙9某同學(xué)采用如圖甲所示的電路測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。已知干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，內(nèi)阻約為1；電壓表(0一3V，3k)、電流表(00.6A，1.0)、滑動(dòng)變阻器有R1(10，2A)和R2(100，0.1 A)各一只甲AVE rS乙（1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(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(cè)得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的UI圖線，由圖可較準(zhǔn)確地求出該電源電動(dòng)勢(shì)EV；內(nèi)阻，r。11要測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)E（小于3V）和內(nèi)阻r（約1），現(xiàn)有下列器材：電壓表V（3V和15V兩個(gè)量程）、電阻箱（0999.9）、定值電阻R0=3、開關(guān)和導(dǎo)線。某同學(xué)根據(jù)所給器材