202X學(xué)年高中物理第二章恒定電流第10節(jié)實(shí)驗(yàn)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課件新人教版選修3_1

1、第第1010節(jié)實(shí)驗(yàn)節(jié)實(shí)驗(yàn): :測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)根底實(shí)驗(yàn)根底實(shí)驗(yàn)核心實(shí)驗(yàn)核心典型例題典型例題實(shí)驗(yàn)根底實(shí)驗(yàn)根底 認(rèn)知認(rèn)知實(shí)驗(yàn)核心實(shí)驗(yàn)核心 探究探究一、數(shù)據(jù)處理一、數(shù)據(jù)處理1.1.公式法公式法用兩組用兩組U U和和I I的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù), ,代入代入E=U+Ir,E=U+Ir,解方程組得到解方程組得到E E和和r r的值的值, ,為了減小誤差為了減小誤差, ,利用利用U,IU,I的值多求幾組的值多求幾組E E和和r r的值的值, ,算出它們的平均值算出它們的平均值. .2.2.圖像法圖像法以以I I為橫坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)、U U為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系,

2、,根據(jù)幾組根據(jù)幾組I,UI,U的測(cè)量值在坐標(biāo)的測(cè)量值在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖系中描點(diǎn)作圖. .如下圖如下圖. .二、誤差分析二、誤差分析將虛線框內(nèi)的局部電路等效為一個(gè)電源將虛線框內(nèi)的局部電路等效為一個(gè)電源,a,b,a,b端開(kāi)路時(shí)的電壓就是等效電源端開(kāi)路時(shí)的電壓就是等效電源的電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)勢(shì),a,b,a,b端的電阻就是等效電源的內(nèi)阻端的電阻就是等效電源的內(nèi)阻, ,由此可得由此可得E E測(cè)測(cè)E,rE,r測(cè)測(cè)r,r,即電即電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值, ,內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值. .三、本卷須知三、本卷須知1.1.如果使用的是水果電池如果使用的是水果電池, ,它的內(nèi)阻雖然比較

3、大它的內(nèi)阻雖然比較大, ,但不夠穩(wěn)定但不夠穩(wěn)定, ,測(cè)量前要做測(cè)量前要做好充分的準(zhǔn)備好充分的準(zhǔn)備, ,測(cè)量盡量迅速測(cè)量盡量迅速. .2.2.如果使用干電池如果使用干電池, ,那么選擇內(nèi)阻大些的、已使用過(guò)的電池那么選擇內(nèi)阻大些的、已使用過(guò)的電池. .3.3.在量程適宜的前提下在量程適宜的前提下, ,選擇內(nèi)阻大一些的電壓表選擇內(nèi)阻大一些的電壓表. .4.4.當(dāng)路端電壓變化不是很明顯時(shí)當(dāng)路端電壓變化不是很明顯時(shí), ,作圖像時(shí)作圖像時(shí), ,縱軸單位可以取得小一些縱軸單位可以取得小一些, ,且且縱軸起點(diǎn)可以不從零開(kāi)場(chǎng)縱軸起點(diǎn)可以不從零開(kāi)場(chǎng). .典型例題典型例題 研習(xí)研習(xí)類(lèi)型一類(lèi)型一 實(shí)物連線與器材選取實(shí)

4、物連線與器材選取【例【例1 1】 (2021 (2021鄭州高二期中鄭州高二期中) “) “用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn), ,供選用的器材有供選用的器材有: :A.A.電流表電流表( (量程量程:0:00.6 A,RA=1 )0.6 A,RA=1 )B.B.電流表電流表( (量程量程:0:03 A,RA=0.6 )3 A,RA=0.6 )C.C.電壓表電壓表( (量程量程:0:03 V,RV=5 k)3 V,RV=5 k)D.D.電壓表電壓表( (量程量程:0:015 V,RV=10 k)15 V,RV=10 k)E.E.滑動(dòng)變阻器滑

5、動(dòng)變阻器(0(010 ,10 ,額定電流額定電流1.5 A)1.5 A)F.F.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(0(02 k,2 k,測(cè)定電流測(cè)定電流0.2 A)0.2 A)G.G.待測(cè)電源待測(cè)電源( (一節(jié)一號(hào)干電池一節(jié)一號(hào)干電池) )、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干(1)(1)請(qǐng)?jiān)谙逻吿摼€框中畫(huà)出本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)電路圖請(qǐng)?jiān)谙逻吿摼€框中畫(huà)出本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)電路圖. .(2)(2)電路中電流表應(yīng)選用電路中電流表應(yīng)選用, ,電壓表應(yīng)選用電壓表應(yīng)選用, ,滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用應(yīng)選用.(.(用字母代號(hào)填寫(xiě)用字母代號(hào)填寫(xiě))(3)(3)如下圖為實(shí)驗(yàn)所需器材如下圖為實(shí)驗(yàn)所需器材, ,請(qǐng)按原理圖連接成正確的實(shí)驗(yàn)電路

6、圖請(qǐng)按原理圖連接成正確的實(shí)驗(yàn)電路圖. .思路探究思路探究 連接實(shí)物電路圖時(shí)應(yīng)按照電路圖先連干路、再連支路的順連接實(shí)物電路圖時(shí)應(yīng)按照電路圖先連干路、再連支路的順序運(yùn)行序運(yùn)行, ,即遵循即遵循“先串后并的原那么先串后并的原那么. .解析解析: :(1)(1)電路如圖電路如圖( (甲甲) )所示所示(2)(2)考慮到待測(cè)電源只有一節(jié)干電池考慮到待測(cè)電源只有一節(jié)干電池, ,所以電壓表應(yīng)選所以電壓表應(yīng)選C;C;放電電流又不能太放電電流又不能太大大, ,一般不超過(guò)一般不超過(guò)0.5 A,0.5 A,所以電流表應(yīng)選所以電流表應(yīng)選A;A;滑動(dòng)變阻器不能選擇阻值太大的滑動(dòng)變阻器不能選擇阻值太大的, ,從允許最大電

7、流和減小實(shí)驗(yàn)誤差的角度來(lái)看從允許最大電流和減小實(shí)驗(yàn)誤差的角度來(lái)看, ,應(yīng)選擇電阻較小額定電流較應(yīng)選擇電阻較小額定電流較大的滑動(dòng)變阻器大的滑動(dòng)變阻器E,E,故器材應(yīng)選故器材應(yīng)選A,C,E.A,C,E.(3)(3)如圖如圖( (乙乙) )所示所示答案答案: :(1)(1)圖見(jiàn)解析圖見(jiàn)解析(2)A(2)AC CE E(3)(3)圖見(jiàn)解析圖見(jiàn)解析類(lèi)型二類(lèi)型二 實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理【例【例2 2】 (2021 (2021承德質(zhì)檢承德質(zhì)檢) )為了測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為了測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻, ,某實(shí)驗(yàn)小某實(shí)驗(yàn)小組按圖組按圖( (甲甲) )所示的電路圖連好實(shí)驗(yàn)電路所示的電路

8、圖連好實(shí)驗(yàn)電路, ,合上開(kāi)關(guān)合上開(kāi)關(guān), ,電流表和電壓表的讀數(shù)電流表和電壓表的讀數(shù)正常正常, ,當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的滑片由當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的滑片由A A端向端向B B端逐漸滑動(dòng)時(shí)端逐漸滑動(dòng)時(shí), ,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)逐發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)逐漸增大漸增大, ,而電壓表的示數(shù)接近而電壓表的示數(shù)接近1.5 V1.5 V且?guī)缀醪蛔兦規(guī)缀醪蛔? ,直到當(dāng)滑片滑至臨近直到當(dāng)滑片滑至臨近B B端時(shí)端時(shí)電壓表的示數(shù)急劇變化電壓表的示數(shù)急劇變化, ,這種情況很難讀出數(shù)值分布均勻的幾組不同的電流、這種情況很難讀出數(shù)值分布均勻的幾組不同的電流、電壓值電壓值. .(1)(1)出現(xiàn)上述情況的原因是出現(xiàn)上述情況的原因是 . .改進(jìn)方法

9、是改進(jìn)方法是 .(2)(2)改進(jìn)后改進(jìn)后, ,測(cè)出幾組電流、電壓的數(shù)值測(cè)出幾組電流、電壓的數(shù)值, ,并畫(huà)出如圖并畫(huà)出如圖( (乙乙) )所示的圖像所示的圖像, ,由圖由圖像可知像可知, ,這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=E=V,V,內(nèi)阻內(nèi)阻r=r=.思路探究思路探究 (1) (1)在電源的在電源的U-IU-I圖線中圖線中, ,縱軸截距和橫軸截距各表示什么縱軸截距和橫軸截距各表示什么意義意義? ?答案答案: :縱軸截距一定為電源電動(dòng)勢(shì)縱軸截距一定為電源電動(dòng)勢(shì), ,而橫軸截距而橫軸截距, ,當(dāng)坐標(biāo)原點(diǎn)為當(dāng)坐標(biāo)原點(diǎn)為(0,0)(0,0)時(shí)時(shí), ,表表示短路電流示短路電流,I,I短短= ,= ,否

10、那么不是否那么不是. .Er(2)(2)在電源的在電源的U-IU-I圖線中圖線中, ,圖線的斜率表示什么意義圖線的斜率表示什么意義? ?如何才能使如何才能使“斜率斜率較大較大? ?答案答案: :圖線的斜率絕對(duì)值表示電池內(nèi)阻的大小圖線的斜率絕對(duì)值表示電池內(nèi)阻的大小, ,要使要使“斜率斜率較大較大, ,可使用可使用較舊的干電池較舊的干電池, ,或者給電池串聯(lián)一定值電阻組成或者給電池串聯(lián)一定值電阻組成“新電池新電池, ,也可以讓縱也可以讓縱軸起點(diǎn)不從零開(kāi)場(chǎng)軸起點(diǎn)不從零開(kāi)場(chǎng), ,把縱坐標(biāo)的比例放大把縱坐標(biāo)的比例放大. .答案答案:(1):(1)滑動(dòng)變阻器阻值太大滑動(dòng)變阻器阻值太大, ,有效使用的局部太短有效使用的局部太短選擇阻值小的滑動(dòng)變阻器選擇阻值小的滑動(dòng)變阻器(2)1.45(1.43(2)1.45(1.431.471.47均對(duì)均對(duì)) )2.25(2.202.25(2.202.302.30均對(duì)均對(duì)) )類(lèi)型三類(lèi)型三 測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的其他方法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的其他方法(1)(1)假設(shè)該圖線的斜率為假設(shè)該圖線的斜率為k,k,縱軸截距為縱軸截距為b,b,那么該鋰電池的電動(dòng)勢(shì)那么該鋰電池的電動(dòng)勢(shì)E=E= , ,內(nèi)阻內(nèi)阻r=r=( (用用