高中物理選修31 2.10 測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻學(xué)案（無(wú)答案）

1、.10 測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 學(xué)案班級(jí) 姓名學(xué)習(xí)要求1、理解并掌握測(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)慣用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3、學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)的誤差復(fù)習(xí)回憶1、閉合電路的組成： 2、閉合電路歐姆定律的表達(dá)式： 3、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系： 學(xué)習(xí)過(guò)程測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原來(lái)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(xiě)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(lái)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r？設(shè)計(jì)出怎樣的實(shí)驗(yàn)電路圖？1、 實(shí)驗(yàn)方法和原理 1、原理：E= ；方法： 2、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)：

2、誤差來(lái)源： 2、 實(shí)驗(yàn)器材3、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 按原理圖連接器材2.把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端. 原理圖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.讀出電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I，并填入事先繪制好的表格如下表。 次數(shù)123456電流I電壓U4.斷開(kāi)電鍵，整理好器材.四、數(shù)據(jù)處理方法一:公式法 改變R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測(cè)量幾次I、U的值，算出E、r取平均值E= r= 方法二：圖像法 把測(cè)出的多組U、I值，在UI圖中描點(diǎn)畫(huà)圖象，使UI圖象的直線經(jīng)過(guò)大多數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)或使各坐標(biāo)點(diǎn)大致

3、分布在直線的兩側(cè)，如下圖，由UEIr可知： 圖像的物理意義： 1縱軸截距: 2圖線斜率的絕對(duì)值： .五、本卷須知1、電池：為了使路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用舊電池2、滑動(dòng)變阻器：干電池的內(nèi)阻較小，為了獲得變化明顯的路端電壓，滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小一點(diǎn)的3、實(shí)驗(yàn)操作：電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象較嚴(yán)重，電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降，內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過(guò)0.3 A，短時(shí)間放電不宜超過(guò)0.5 A因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過(guò)大，讀電表示數(shù)要快，每次讀完后應(yīng)立即斷電4、畫(huà)UI圖象時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)平衡分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮這樣，就可使偶

4、爾誤差得到部分抵消，從而進(jìn)步準(zhǔn)確度5、當(dāng)路端電壓變化不是很明顯時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開(kāi)場(chǎng)，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_(kāi)場(chǎng)，但橫坐標(biāo)必須從0開(kāi)場(chǎng)但這時(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動(dòng)勢(shì)E，圖線的斜率的絕對(duì)值仍為內(nèi)阻r.六、誤差分析1偶爾誤差： 2系統(tǒng)誤差主要原因是未考慮電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比實(shí)際的總電流即流過(guò)電源的電流要 填“大或“小一些，I真 與I測(cè)的關(guān)系式應(yīng)為 可見(jiàn)U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏向就 ，當(dāng)U等于0時(shí)I真 與I測(cè) 根據(jù)真實(shí)情況在UI坐標(biāo)系中畫(huà)出測(cè)量值圖像。從而可知E測(cè) E真，r測(cè) r真 七、課后延伸探究1、假設(shè)采用右圖的電

5、路圖來(lái)進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，試分析實(shí)驗(yàn)造成的誤差。2、只有電流表或電壓表怎么測(cè)量？需要哪些器材？如何測(cè)量？穩(wěn)固練習(xí)1.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，其中既減小偶爾誤差，又直觀、簡(jiǎn)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(huà)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(kāi)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r2.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、

6、rb時(shí)，畫(huà)出的圖線如下圖，那么A、.Ea>Eb，ra>rb B、Ea>Eb，ra<rb C、Ea<Eb，ra>rb D、Ea<Eb，ra<rb 組別 IA UV 1 0.12 1.37 2 0.20 1.32 3 0.31 1.24 4 0.32 1.18 5 0.50 1.10 6 0.57 1.053、用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，所用的電路如下圖，一位同學(xué)測(cè)得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。 1試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2.6-6中作出U-I圖線。 2根據(jù)圖線得出電池的電動(dòng)勢(shì)E=_V,電池的內(nèi)電阻r= _ 。 3假設(shè)不作出圖線，只選用其中兩組

7、U和I數(shù)據(jù)， 可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和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和r誤差最大。 4.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，備有以下器材： 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V015V 電流表A00.6A、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R1010、10A 滑動(dòng)變阻器R20100、1A 定值電阻R3=990 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干1 為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)展測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是_填寫(xiě)字母代號(hào)； 請(qǐng)?jiān)诰€框內(nèi)畫(huà)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 =_。