2022年《測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》學(xué)案

1、優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載第九節(jié)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1、了解并掌握測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)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)。（二）過程與方法通過設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，開闊思路，激發(fā)興趣。養(yǎng)成規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)并能科學(xué)、合理地處理數(shù)據(jù)的習(xí)慣。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀理解和掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理問題的基本程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和不斷求索的精神，培養(yǎng)觀察能力、思維能力和操作能力，提高對(duì)物理學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和興趣。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。自主學(xué)習(xí)：1.閉合電路歐姆定律的內(nèi)容2.測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)

2、阻的實(shí)驗(yàn)原來就是閉合電路歐姆定律，對(duì)于一個(gè)給定的電池，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是一定的，由閉合電路歐姆定律可以寫出電源電動(dòng)勢(shì)e、內(nèi)電阻 r 與路端電壓u、 電流 i 的關(guān)系式， 為。根據(jù)這個(gè)關(guān)系式，你可以利用哪些實(shí)驗(yàn)器材來測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)e 和內(nèi)電阻 r？畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。3.根據(jù)閉合電路歐姆定律，可以寫出電源電動(dòng)勢(shì)e、內(nèi)電阻r 與電路電流i 、電路外電阻r 的關(guān)系式，為。根據(jù)這個(gè)關(guān)系式，你可以利用哪些實(shí)驗(yàn)器材來測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)e 和內(nèi)電阻r？畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。同步導(dǎo)學(xué)：1實(shí)驗(yàn)原理：由閉合電路的歐姆定律ie/（rr）可得：ueir，式中 e、r 為電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，在電路中不隨外電阻的變化而改變。當(dāng)外電阻r

3、 變化時(shí)，路端電壓u 及電路中的電流i 將發(fā)生改變。如改變外電阻，求得n組 u、i 值，即可由公式法或圖象法求得e、r。2實(shí)驗(yàn)器材：本實(shí)驗(yàn)需要的實(shí)驗(yàn)器材有。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）安培表一般選00.6a 檔，伏特表一般選03v 檔。

4、（3）應(yīng)選用內(nèi)阻一些（用過一段時(shí)間）的干電池，在本實(shí)驗(yàn)中不要把電流調(diào)得過，每次讀完示數(shù)后立即斷電。（4）在畫u-i 圖象時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上，或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可以使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載（5）干電池內(nèi)阻較

5、小時(shí)路端電壓u 的變化也較小，即不會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多。這時(shí)，在畫u-i 圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始（橫坐標(biāo)i 必須從零開始） 。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是電流，不過直線斜率的大小照樣還是電源的。5誤差分析：實(shí)驗(yàn)中的誤差屬于系統(tǒng)誤差，因?yàn)殡妷罕淼淖饔盟詉真=i測(cè)iv即（ i真-i測(cè)），反映在圖線上：當(dāng) u=0 時(shí)， iv 0 i i真故 r真r測(cè)e真e測(cè)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）試在右上圖中畫出連線,將器件按原理圖連接成實(shí)驗(yàn)電路.

6、（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) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 u(v) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 解析：（ 1）按照實(shí)物原理圖將實(shí)物連接如左下圖。（2）根據(jù)表格中u、i 數(shù)據(jù)，在方格紙u-i 坐標(biāo)上找點(diǎn)描跡如右下圖，連直線時(shí)第四組數(shù)據(jù)(0.32a,1.18v) 標(biāo)出的點(diǎn)應(yīng)該舍去不顧，然后將直線延長，交u 軸于 u1=1.46v （1.441.48 也對(duì)），此即為電源電動(dòng)勢(shì)；交i 軸于 i=0.64a, 注意此時(shí)u

7、2=1.00v,由閉合電路歐姆定律得ruei2。測(cè)得72.064.000.146.12iuer（0.670.77 也對(duì)）。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載例 2 用一只電流表和一只電壓表測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路有如圖所示的甲、乙兩種，采用甲圖測(cè)定 e 和 r 時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差主要是由于；采用乙圖測(cè)定e 和 r 時(shí)

8、產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差主要是由于，為了減小上述系統(tǒng)誤差，當(dāng)r 遠(yuǎn)小于 rv時(shí)，應(yīng)采用電路。解析：采用甲圖時(shí)系統(tǒng)誤差主要是由于電壓表分流，這時(shí)電流表的示數(shù)比干路電流??；采用乙圖時(shí)系統(tǒng)誤差主要是由于電流表分壓，這時(shí)電壓表的示數(shù)比路端電壓??；當(dāng)r 遠(yuǎn)小于 rv時(shí)，應(yīng)采用圖甲電路例 3 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， 干電池不許拆開畫出你測(cè)量時(shí)所用的電路圖；以測(cè)得的量作為已知量，導(dǎo)出計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的式子解析：測(cè)量電路如圖所示. 設(shè)電壓表的

9、內(nèi)阻為ra和 rb，電池的電動(dòng)勢(shì)為e，內(nèi)阻為 r先將電壓表a 串聯(lián)接入電路中，記下其示數(shù)ua.根據(jù)歐姆定律，有 e=uarruaa然后 ,將電壓表a、b 同時(shí)串聯(lián)接入電路中,記下兩表的示數(shù)ua和 ub,同理又有 e=uaurruaa將arr等效為一個(gè)未知量，從和式中消去，所以電源電動(dòng)勢(shì)為e=aabauuuu同步檢測(cè)：一、公共部分：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

10、，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，即可求出e和 r b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精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載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，r d多測(cè)出幾組i，u

11、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)的路端電壓即為電壓勢(shì)e，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r 3.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)s，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）按要求在實(shí)物圖上連線。（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e= ， 式中各直接測(cè)得量的意義是：. 二、選用部分：（一）基礎(chǔ)部分1.用電壓表、電流表測(cè)定a、 b 兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)ea、eb和內(nèi)電阻ra、rb時(shí)，畫出的圖線如圖所示，則( ) a、.eaeb， rarb b

12、、eaeb，rarb c、earb d、eaeb，rarb 2.在圖所示的電路中，r1、r2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)，如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值_真實(shí)值，內(nèi)電阻的測(cè)量值_真實(shí)值，測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因是_. 3.在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(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 為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行

13、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 =_。4.在測(cè)定一節(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)供精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - -

14、 - - - - - - 第 4 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載選： 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) 。電壓表應(yīng)該選 _(填 a 或 b) ，這是因 _ ；變阻器應(yīng)該選 _(填 a 或 b) ，這是因 _ 。5將一銅片和一鋅片分別插入一個(gè)蘋果內(nèi)，就構(gòu)成了簡單的“水果電池”，其電動(dòng)勢(shì)約為1.5v?？墒沁@種電池并不能點(diǎn)亮手筒上額定電壓為1.5v、額定電流為0.3a 的小燈泡，原因是通過小燈泡的電流太小了，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得還不足3ma 。 現(xiàn)使用量程合適的電壓表、電流表以及滑動(dòng)變阻器、開

15、關(guān)、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材，盡量精確地測(cè)定“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（ 1）請(qǐng)畫出應(yīng)采用的電路原理。（ 2）滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格：a（0 10） 、 b（ 03k ） 。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用哪種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器?為什么 ? （ 3）在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)電壓表的示數(shù)u 與電流表的示數(shù)i 的值，經(jīng)描點(diǎn)、連線得到的u一 i 圖象如圖所示。 根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)， 得到 “水果電池” 的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為e=_v ，r =_。（二）提高部分1某同學(xué)利用如圖（1）所示電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響很小，均可以忽略不計(jì)閉合電鍵s 后，變阻器的滑片p 由變阻器的一端滑到另一端的過程中，兩電壓表示數(shù)隨電流表示

16、數(shù)變化情況分別如圖（2）的 u-i 圖象中直線a、b 所示（ 1）若滑片p 由變阻器的一端滑到另一端的過程中，電壓表2v的示數(shù)一直增大，可知滑動(dòng)端p 由_端滑到 _端； （用電路圖中的字母表示）（ 2）用畫線代表導(dǎo)線，將上面實(shí)物圖中各元件按圖（1）連接成實(shí)驗(yàn)電路；（ 3）通過分析可知， 其中圖（ 2）中圖線 _（填 a 或 b）表示電壓表1v示數(shù)隨電流表a 示數(shù)變化關(guān)系；（ 4）根據(jù) ui 圖象中坐標(biāo)軸所標(biāo)出的數(shù)據(jù)，可以求出電源電動(dòng)勢(shì)e _，內(nèi)阻 r_（用圖中給出的坐標(biāo)值表示）（2）圖 9 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共

17、8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 8 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載2.要求測(cè)量由2 節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)e 和內(nèi)阻 r（約幾歐），提供

18、下列器材：電壓表v（量程3v ，內(nèi)阻 1k ） 、電壓表v2（量程 15v，內(nèi) 阻 2k） 、電阻箱（ 09999） 、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某同學(xué)用量程為15 v 的電壓表連接成如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（l）合上開關(guān)s，將電阻箱r 阻值調(diào)到r1 10，讀得電壓表的讀數(shù)為u1 （2）將電阻箱r 阻值調(diào)到r220，讀得電壓表的讀數(shù)為u2，由方程組u1 u1r/r1、u2 u2/r2 解出 、r 為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，上述實(shí)驗(yàn)在選擇器材和實(shí)驗(yàn)步驟中，應(yīng)做哪些改進(jìn)？3.測(cè)量電源b 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v，量程 0.5a 的電流表

19、a（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）第九節(jié)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻參考答案自主學(xué)習(xí)1、閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電子成反比。2、rruue3、irire4、irue同步檢測(cè)一、公共部分：1、cd 2、c 3、 （1）連圖：左圖只用r1接入電路；右圖用r1和 r2串聯(lián)接入電路。（2）2121iiiir2 i1是外電阻為r1時(shí)的電流， i2是外電阻為r1和 r2串聯(lián)時(shí)的電流二、