測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻導(dǎo)學(xué)案

1、§2.10實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)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)。重點(diǎn)和難點(diǎn)教案重點(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)。教案難點(diǎn)： 用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)原理1.閉合電路歐姆定律：2.畫出實(shí)驗(yàn)原理圖。 實(shí)驗(yàn)步驟1：按原理圖連接實(shí)物圖2、把變阻器的滑片移到一端使電阻值最大3、閉合電鍵 , 調(diào)節(jié)變阻器 , 使電流表的讀數(shù)有明顯示數(shù) , 記錄一組電流表和電壓表的示數(shù) , 用同樣的方法測(cè)量并記錄幾組 U,I 值4、斷開電鍵 , 整理好器材 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（1）公式法用電壓表、電流表和一個(gè)可變電阻測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和

2、內(nèi)阻時(shí)，用兩組 I 和 U 的數(shù)據(jù)，代入公式 EUIr ，解方程組就可以算出電池的電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻r 。（2）圖象法UEOI0I圖 27總結(jié)： 實(shí)驗(yàn)誤差分析圖象法若采用如圖 24所示電路，對(duì)待測(cè)電源而言，電流表處于外接狀態(tài)，此時(shí)電壓表的測(cè)量值就是電源兩端的電壓，但電流表的測(cè)量值并不是通過電源的電流，由于電壓表的分流作ARVS用，電流表示數(shù) I測(cè) 小于流經(jīng)電池的電流 I真，且有 I 測(cè) I真 EU 圖24AI V1UE 測(cè)AIV。設(shè)電壓表的內(nèi)阻為 RV ，則 I V，所以路端電壓 U越I V2RVU 1U 2大， IV 越大； U趨于零時(shí)， I V也趨于零。據(jù)此，可得到如圖31所示的兩條圖線，

3、其中實(shí)線AB為按實(shí)際測(cè)量值描繪得到的圖線，虛線 AB為去除了誤差因素下的真實(shí)圖線，由圖線可以看出 E和r 的測(cè)量值都小于真實(shí)值，即E測(cè) E真 ，r 測(cè) r真 。若采用如圖 30所示電路，對(duì)待測(cè)電源而言，電流表處于內(nèi)接狀態(tài)，此時(shí)電流表的測(cè)量值就是流經(jīng)電源的電流，但電壓表的測(cè)量值并不是電源兩端的電壓，由于電流表的分壓作用，電壓表示數(shù) U測(cè)小于路端電壓 U真 ，且有 U測(cè) U真 UA。設(shè)電流表的內(nèi)阻為 RA，則 UA IRA，所以電流 I越大， U A越大； I 趨于零時(shí)，UA 也趨于零。據(jù)此，可得到如圖32所示的兩條圖線，其中實(shí)線為按實(shí)際測(cè)量值描繪得到的圖線，虛線為去除了誤差因素下的真實(shí)圖線，由圖

4、線可以看出E的測(cè)量值等于真實(shí)值，但r的測(cè)量值大于真實(shí)值，即 E測(cè) E真， r測(cè) r 真。 當(dāng)堂練習(xí) ：I1I2BI圖 31AV圖 30UEUA1U 1U A2U 2I1I2I測(cè)I真 I圖 32用圖 2.9-6 的電路測(cè)定一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。蓄電池的內(nèi)阻非常小，為防止調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用了一個(gè)保護(hù)電阻 R0。除蓄電池、開關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：A 電流表（量程 0.6 A 、 3A）B 電壓表（量程 3V、 15V）C 定值電阻（阻值1、額定功率 5W）D 定值電阻（阻值10、額定功率 10W）E 滑動(dòng)變阻器（組織范圍010、額定電流 2A）F 滑動(dòng)變阻器（組織范

5、圍 0200、額定電流 1A）（ 1）電流表，電壓表各選哪個(gè)？ （2）定值電阻選用哪個(gè) ?滑動(dòng)變阻器選用哪個(gè)？實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課后檢測(cè)題一：選擇題1. 在測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)效果明顯且不會(huì)損害儀器，應(yīng)選擇下列電源中（）A. 內(nèi)阻較大的普通干電池B.內(nèi)阻較小的普通蓄電池C. 小型交流發(fā)電機(jī)D.小型直流發(fā)電機(jī)2. 下面給出多種伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法, 其中既能減小偶然誤差 , 又直觀、簡(jiǎn)便的是（）A. 測(cè)出兩組I 、U 的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I 1r和 E=U2+I 2r ，求出E 和rB. 多測(cè)幾組 I 、U 的數(shù)據(jù)，求出幾組E 和 r ，最

6、后分別求出其平均值C. 測(cè)出多組 I 、U 的數(shù)據(jù)，畫出 U-I 圖象，再根據(jù)圖象求E 和 rD. 多測(cè)出幾組 I 、U 的數(shù)據(jù)，分別求出 I 和 U 的平均值，用電壓表測(cè)出斷路時(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. 用圖象法計(jì)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，先要描點(diǎn)，就是在I 、U值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，以下說法正確的是（）U-I坐標(biāo)系中描出與每組A. 這些點(diǎn)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地分布在一條直線上，即U-I圖線應(yīng)通過每個(gè)點(diǎn)B. 這些點(diǎn)應(yīng)當(dāng)基本在一條直線上，由于偶然誤差不能避免，所以U-I圖線不可能通過每一個(gè)點(diǎn)C. 畫 U-I 圖線應(yīng)當(dāng)使它通過盡可能多的描出的點(diǎn)D. 不在 U-I 圖線上的點(diǎn)應(yīng)大致均衡地

7、分布在圖線的兩側(cè)E. 個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)舍去4. 測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，以下說法正確的是（）A. 在左圖所示電路中， E 測(cè) <E 真B. 在左圖所示電路中， r 測(cè) <r 真C. 在右圖所示電路中， E 測(cè) <E 真D. 在右圖所示電路中， r 測(cè) <r 真5. 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，下列的說法中正確的是：（）A、縱軸的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，即E3.0VB、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 6. 在測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電

8、阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電池、開關(guān)和導(dǎo)線，配合下列哪組儀器，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǎ〢. 一只電流表和一個(gè)電阻箱B. 一只電流表、一只電壓表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器C. 一只電壓表和一個(gè)電阻箱D. 一只電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器二：填空題7. 如圖所示為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的路端電壓知，該電池的電動(dòng)勢(shì) E=V，電池的內(nèi)電阻r=U 隨電流。I變化的圖，由圖線可8. 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

9、A 或 B)，這是因 _；變阻器應(yīng)該選 _(填 A 或 B)，這是因 _。9. 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)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。10. 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） . 試在上圖中畫出連線 , 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

10、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)1.371.321.241.181.101.0511. 用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)電阻 r，所給的器材有： (A) 電壓表V ：0315V；(B) 電流表A ： 0 0.6 3A； (C)變阻器 R1(總電阻 20)； (D)變阻器 R2(總電阻 100)；以及電鍵 S 和導(dǎo)線若干。（ 1）電壓表量程選用 _，電流表量程選用 _，變阻器選用_。（ 2）在下邊的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（ 3）如圖所示的 U-I 圖上是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的

11、7 組數(shù)據(jù)標(biāo)出的點(diǎn)，請(qǐng)你完成圖線，并由圖線求出 E=_V， r=_.（ 4）若只選用兩組數(shù)據(jù)，用歐姆定律算出 E、r，有可能誤差較大；若選用第_組和第 _組數(shù)據(jù)誤差最大。12. 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 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。圖中各元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 I 1 時(shí)，電壓表讀數(shù)為 U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為 I 2 時(shí)，電壓表讀數(shù)為 U2。則可以求出 E=，r= 。（用 I 1，I 2 ，U1，U2 及 R 表示）若采用右圖的電路圖來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試分析實(shí)驗(yàn)造成的誤差。13. 已知太陽能電池組的電動(dòng)勢(shì)約為 8V，短路電流約為 4mA，為了精確測(cè)出它的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，除導(dǎo)線和開關(guān)外，可供選擇的儀器有：A. 電流表 , 量程 5mA，內(nèi)阻約 10 B. 電流表 , 量程 20mA，內(nèi)阻約 40