2.9《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》學(xué)案

1、2.9實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻學(xué) 案實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻學(xué)案課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)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)量的主要步驟。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定電源的_。二、實(shí)驗(yàn)原理圖 2.6-12.6-1 中，電源電動(dòng)勢(shì) E E、內(nèi)電阻 r r，與路端電壓 U U、 電流 I I的關(guān)系可寫為E=E=_ 。圖 2.6-22.6-2 中，電源電動(dòng)勢(shì) E E、內(nèi)電阻 r r、電流 1 1、電阻 R R的關(guān)系可寫為E=E=。圖 2.6-32.6-3中電源 E E、內(nèi)電阻 r r、路端電壓 U U、電阻 R R 的關(guān)系可寫為E=E=。實(shí)驗(yàn)原理 1 1 是本節(jié)課的重點(diǎn)。測(cè)出幾組U,I

2、U,I 數(shù)值，帶入式得到的方程兩兩組成方程組，可得到 E E, r r 值。這種方法 誤差較大。還可以多測(cè)出幾組 U,IU,I 值，然后在 U-IU-I 坐標(biāo)平面 內(nèi)描出各組 U U、I I 值所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后通過(guò)這些點(diǎn)畫一直線， 如圖 2.6-42.6-4 所示，直線與縱軸的的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是電池的 電動(dòng)勢(shì)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 lo=E/rlo=E/r，因此可求的內(nèi)電阻 r=E/lor=E/lo。三、實(shí)驗(yàn)器材開關(guān)、導(dǎo)線。三、提出疑惑同學(xué)們，通過(guò)你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)會(huì)科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，

3、有公式法和圖像法。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：圖像法計(jì)算E E、r r。二、學(xué)習(xí)過(guò)程實(shí)驗(yàn)步驟連接電路。如圖 2.6-12.6-1 所示。電流表取 0.6A0.6A 量程，電壓表 olol/Aolol/A 取 3V3V 量程，移動(dòng)觸頭位置使連入電路中的有效阻值_。圖 2.6-42.6-4測(cè)幾組值。閉合電鍵，移動(dòng)變阻器觸頭位置，使電流有明顯示數(shù)，記下一組值，斷開電鍵。用同樣方法，多次移動(dòng) 變阻器觸頭位置，記錄多組值，然后斷開電鍵。建立坐標(biāo)系、描點(diǎn)。縱軸表示 _ , ,橫軸表示_ ,取合適的標(biāo)度，使所描坐標(biāo)點(diǎn)分布絕大部分坐 標(biāo)紙，必要時(shí)縱坐標(biāo)可以 _。據(jù)描出的坐標(biāo)點(diǎn)作出 U-IU-I 圖像。應(yīng)使圖象盡量多的通過(guò) 描

4、出的點(diǎn)，不在圖象上的點(diǎn)要盡量對(duì)稱的分布于圖線兩側(cè)， 誤差很大，應(yīng)堅(jiān)決舍棄。測(cè)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。準(zhǔn)確讀出U-IU-I 圖線與縱軸和橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)，并帶入 U=E-lrU=E-lr 中，算出 E=?r=?E=?r=?【典型例題】用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)E E 和內(nèi)電阻 r r，所用的電路如圖 2.6-52.6-5 所示，一位同學(xué)測(cè)得六組數(shù)據(jù)如下表中 所示。組別 IUIU0.121.370.121.370.201.320.201.320.311.240.311.240.321.180.321.180.501.100.501.100.571.050.571.05 試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖 2.6-6

5、2.6-6 中作出 U-IU-I 圖線。根據(jù)圖線得出電池的電動(dòng)勢(shì)E=E=_ V,V,電池的內(nèi)電阻r=r=_? ?。若不作出圖線，只選用其中兩組U U 和 I I 數(shù)據(jù)，可利用公式 E=U1+l1r,E=U2+l2rE=U1+l1r,E=U2+l2r 算出 E E 和 r r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第 _ 組和第_組的數(shù)據(jù)，求得 E E 和r r 誤差最大。反思總結(jié)誤差分析是難點(diǎn)當(dāng)堂檢測(cè)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.A. 一只電流表和一只滑動(dòng)變阻器B.B. 一只電流表和一只電壓表c.c. 一只電流表和一只電阻箱D.D

6、. 一只電壓表和一只電阻箱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(jiǎn)便的方法是A.A.測(cè)出兩組 I I , U U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1rE=U1+I1r 和E=U2+I2rE=U2+I2r 中，即可求出 E E 和 r rB.B.多測(cè)幾組 I I , U U 的數(shù)據(jù)，求出幾組 E E, r r，最后分別求出其平均值c c .測(cè)出多組 I I, ,U U 的數(shù)據(jù)，畫出 U U I I 圖像，再根據(jù)圖 像求 E E,r rD.D.多測(cè)出幾組 I I , U U 數(shù)據(jù)，分別求出 I I 和 U U 的平均值， 用電壓表測(cè)出開路時(shí)的路端電壓即為電

7、壓勢(shì)E E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻 r r現(xiàn)有器材：量程為 10.0A10.0A、內(nèi)阻約 30-4030-40 的電流表一個(gè)， 定值電阻 R R 仁 150,150,定值電阻 R2=100,R2=100,單刀單擲開關(guān) S S，導(dǎo)線 若干。要求利用這些器材測(cè)量一干電池的電動(dòng)勢(shì)。按要求在實(shí)物圖上連線。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=E=，式中各直接測(cè)得量的意義是：課后練習(xí)與提高用電壓表、電流表測(cè)定 a a、b b 兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì) EaEa、EbEb 和內(nèi)電阻 rara、rbrb 時(shí)，畫出的圖線如圖所示，則A A、.EaEb.EaEb， rarbBrarbB、EaEb,

8、EaEb, rarbDrarbD、EavEb,EavEb, rarbrarb在圖所示的電路中，R1R1、R2R2 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_ . .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:變阻器應(yīng)該選，這是因O1干電池 E E2電壓表 V V3電流表 A A4電流表 G G5滑動(dòng)變阻器 R1R16滑動(dòng)變阻器 R2R27定值電阻 R3=990R3=9908開關(guān)、導(dǎo)線若干為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是_ ；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

9、中標(biāo)上所選用器材的符號(hào)。上圖為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，繪出的1111 1212 圖線，由圖線可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=E=_V V 內(nèi)電阻r=r=_ 。在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(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 A 電壓表量程為 15V,15V, B B 電壓表量程為 3V3V，A A 變阻器為，B B 變阻器為。電壓表應(yīng)該選_ ，這是因_ 要求測(cè)量由 2 2 節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E E 和內(nèi)阻 r r，提供下列器材：電壓表V V、電壓表 V2V2、電阻箱、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某同學(xué)用量程為 15V15V 的電壓表連接成如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下：合上開關(guān) S S,將電阻箱 R R 阻值調(diào)到 R1R1= 1010Q，讀得電壓 表的讀數(shù)為 U1U1將電阻箱 R R 阻值調(diào)到 R2R2= 2020Q，讀得電壓表的讀數(shù)為U2,U2,由方程組 U1U1= & - U1r/R1U1r/R1、U2U2= & - U2/R2U2/R2 解出 &、r 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)？測(cè)量電源 B B 的電動(dòng)勢(shì) E E 及內(nèi)阻 r r。器材：量程 3V3V 的理想電壓表 O V V,量程 0.5A0.5