人教選修實驗測定電池的電動勢和內阻

1、第二章 恒定電流第十節(jié) 實驗：測定電池(dinch)的電動勢和內阻共二十八頁教材(jioci)中提供了三種實驗方法供教學選擇，但實驗原理大致相同，教學中可以就第一種方法進行詳細的分析，要讓學生理清電動勢和內阻測量的思維線索。通過本節(jié)課的學習，學生可以靈活地運用閉合電路歐姆定律，對圖像法處理數據進一步熟悉。教學內容不只是給學生一種測量電動勢的方法，更重要的是通過實驗使學生更好地理解電動勢這一概念。共二十八頁1. 理解(lji)測量電源電動勢和內阻的實驗原理，進一步感受電源路端電壓隨電流的變化關系。2. 體驗測量電源電動勢和內阻的探究過程，掌握實驗方法。3. 用解析法和圖像法求解電源電動勢和內阻，

2、能對結果進行誤差分析、了解減小誤差的方法。重點：探究測量電源電動勢和內阻的原理和方法，掌握其數據處理和誤差分析。難點：電阻率的影響因素,實驗電路連接，圖像法求解及誤差分析。共二十八頁 電池已成為人類生活的親密伙伴，生活中處處需要電池，新舊電池的主要不同是什么呢？如果我們想比較下它們的電動勢和內阻的關系應該如何設計(shj)實驗呢？ 本節(jié)課我們就一起來探討下電池的電動勢和內阻的測量方法。共二十八頁 1. 給你一節(jié)使用過的干電池、一個滑動變阻器、一塊安培表、一塊伏特(ft)表、一個開關和導線若干 , 如何測量這節(jié)電池的電動勢和內阻？AVSR原理(yunl)：E = U + Ir一、實驗原理及電路E

3、 = U1+ I1rE = U2+ I2r共二十八頁 2. 給你一節(jié)使用(shyng)過的干電池、一個變阻箱、一塊安培表、一個開關和導線若干 , 如何測量這節(jié)電池的電動勢和內阻？ E = I1 ( R1 + r ) E = I2 ( R2 + r )ARS原理(yunl): E = I ( R + r ) 3. 給你一節(jié)使用過的干電池、一個變阻箱、一塊電壓表、一個電鍵和導線若干 , 如何測量這節(jié)電池的電動勢和內阻？VRS原理: E = U +URr E = U1 +U1R1r E = U2 +U2R2r共二十八頁電流表電壓表滑動(hudng)變阻器開關(kigun)、導線及坐標紙、鉛筆(選擇量

4、程接近電源電動勢)選用阻值較小的,最大阻值10 20二、實驗器材的選擇以方案1為例 被測電池（干電池）共二十八頁AV甲AV乙 兩圖中電壓表和電流表的測量值都是準確的嗎？如果不是，哪么哪個(n ge)表測量值準確？哪個(n ge)表測量值有誤差？誤差是偏大還是偏小？ 因為待測部分(b fen)（電池）的電阻是小電阻，故采用電流表外接法（相對待測部分(b fen)）誤差會小些，即甲圖。共二十八頁1. 確定(qudng)電流表和電壓表的量程，按圖示電路把器材連好。三、實驗(shyn)步驟AVSR共二十八頁2. 把滑動變動(bindng)器的滑片移到一端使其阻值最大。3. 閉合開關，調節(jié)變阻器，使電流

5、表有明顯讀數， 記錄一組電流電壓值，用同樣的方法測量并記錄幾組 U、I 值。4. 斷開開關，整理好器材。5. 數據處理：用原理中的方法計算或畫圖線算 E 和 r。共二十八頁通過(tnggu)視頻，觀看測定電源電動勢和內阻的實驗操作過程。/edu/ppt/ppt_playVideo.action?mediaVo.resId=55c9a1ddaf508f0099b1c5dc共二十八頁例 1. 在用電壓表、電流表測兩節(jié)干電池串聯的電動勢和內阻(ni z)時 ，除備有被測電池 、開關和足夠的導線外 ，還備有下列儀器可供選擇： A. 電流表(00.6 A) B. 電流表(03 A) C. 電壓表(03

6、V) D. 電壓表(015 V) E. 滑動變阻器(20 ，2 A) F. 滑動變阻器(1700 ，0.3 A)應該選用的儀器是 _ (填器材前面的選項字母)。ACE共二十八頁四、數據處理方法(fngf)一：公式法 改變 R 的阻值(z zh)，從電流表和電壓表中讀取兩組 I、U的值，代入方程組聯立求解，多測量幾次 I、U 的值，算出 E、r 取平均值。共二十八頁方法(fngf)二：圖象法OI/AU/VEEIr=短 在坐標紙上以 I 軸為橫坐標，U 為縱坐標，用測出幾組的 U，I 值畫出 UI 圖象。 所得直線(zhxin)跟縱軸的交點即為電動勢 E 的值，圖線的斜率的絕對值即為內阻的值。共二

7、十八頁通過視頻(shpn)，了解數據處理辦法中的圖象法的作圖過程和注意要點。/edu/ppt/ppt_playVideo.action?mediaVo.resId=55c9a1c5af508f0099b1c5da共二十八頁例2. 一個(y )學生利用實驗方法測得數據 ，根據這些數據，畫出了如圖所示的 UI 圖象 ，從圖中可得出電源電動勢為 _V，內阻為_。2.92.6共二十八頁AVSR1. 測量電路(dinl)存在系統(tǒng)誤差 。由于電壓表的分流 ，據此作出如圖乙所示的真實和測量的 UI 圖線 ，由圖不難看出 ，E、r 的測量值均小于真實值，r測 r真、E測 E真 。五、誤差(wch)分析2. 電

8、壓表和電流表讀數時會造成偶然誤差。用作圖法求 E、r 時，作圖不準確造成偶然誤差。I真IvI測UI測量值真實值I真 = I測 + IvE r共二十八頁六、注意事項1. 為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內阻應大些(選用已使用過一段時間的干電池)。2. 電池在大電流放電時極化現象較嚴重，電動勢 E 會明顯下降，內阻 r 會明顯增大，故長時間放電不宜超過 0.3 A，短時間放電不宜超過 0.5 A，因此，實驗中不要將 R 調得過小，讀電表示數要快，每次讀完應立即斷電。3. 測出不少于 6 組 I、U 數據，且變化范圍要大些。用方程組求解，要將測出的 I、U 數據中，第 1 和第 4 為一組，第

9、2和第 5 為一組，第 3 和第 6 為一組，分別解出 E、r 值，再求平均值4. 計算內阻要在直線上任取兩個相距較遠的點，用公式(gngsh)計算出電源的內阻 r。共二十八頁5. 干電池內阻較小時，U 的變化較小，此時，坐標圖中數據點將呈現如下圖甲所示的狀況，使下部大面積空間得不到利用。為此，可使縱坐標不從零開始而是根據(gnj)測得的數據從某一恰當值開始(橫坐標 I 必須從零開始)，如圖乙所示，并且把縱坐標的比例放大，可使結果的誤差減小。此時圖線與橫軸交點不表示短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢要在直線上任取兩個相距較遠的點，用 r | U/I |求電池的內阻 r。共二十八頁6. 畫

10、UI 圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側 ，個別(gbi)偏離直線太遠的點可舍去。這樣可使偶然誤差得到部分抵消，提高精確度。共二十八頁等效(dn xio)電源的電動勢和內阻： 兩端有源網絡可等效為一個(y )電源，電源的電動勢為兩端開路時的電壓，電源的內阻為從電源兩端看的內電阻。abErR甲。abEr乙情況1：把圖甲的電路等效為圖乙的電源等效電源法E = Er = r + R共二十八頁 情況2：把圖丙的電路等效(dn xio)為圖丁的電源：。abEr丁R。abEr丙共二十八頁例3. 如圖是測量(cling)電源內電阻的電路，下列關于誤差的說法，正確的是 ( ) A

11、.由于電流表的分壓作用，使內電阻的測量值小于真實 值 B. 由于電流表的分壓作用，使內電阻的測量值大于真實值 C. 由于電壓表的分流作用，使內電阻的測量值小于真實值 D. 由于電壓表的分流作用，使內電阻的測量值大于真實值 AVSR共二十八頁解析： E = U + Ir ， I = ( IA + U/ RV ) ，由于(yuy)電壓表的分流作用，對于每個電壓值 U1 ，測得的電流 IA小于總電流 I1，U 越大，I A 跟 I1 相差越大， 畫出的圖線應為實線所示：UIU1IAI1所以(suy)內電阻的測量值小于真實值。測量值真實值答案：C共二十八頁測定電池(dinch)的電動勢和內阻實驗原理原

12、理 1：用伏安法測 E、r原理 2：用電流表和電阻箱測 E、r原理 3：用電壓表和電阻箱測 E、r試驗方法要點：熟悉(shx)實驗所用的器材，會根據不同的實驗原理選擇不同的實驗器材，并按照合理規(guī)范的步驟進行操作。3. 數據處理（伏安法）：平均值法、圖象法共二十八頁ABC1. 在測定電池的電動勢和內阻的實驗中 ，用待測電池、開關和導線 ，配合下列(xili)儀器可以達到的實驗目的的是（ ） A. 一只電流表和一個電阻箱 B. 一只電流表、一只電壓表和一個滑動變阻器 C. 一只電壓表和一個電阻箱 D. 一只電流表和一個滑動變阻器共二十八頁2. 用圖所示的電路(dinl)測定電源電動勢和內阻，已知干

13、電池的電動勢約為 1.5 V，內阻約 1 ，電壓表 ( 0 3 V , 3 k ) , 電流表 (0 0.6 A , 1.0 ) , 滑動變阻器有 R1 (10 ，2 A ) 和 R2 ( 100 ， 0.1 A ) 各一只。(1) 實驗中滑動變阻器應選用 。(2) 請用筆畫線代替導線連接實驗電路。(3)在實驗中測得多組電壓和電流值,得到如圖丙所示的 U I 圖線 , 由圖線可較準確求出該電源電動勢 E = V ; 內阻 r = 。1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VR11.500.85AV共二十八頁內容摘要第二章 恒定電流。通過本節(jié)課的學習，學生可以靈活地運用閉合電路歐姆定律，對圖像法處理數據進一步熟悉。教學內容不只是給學生一種測量電動勢的方法，更重要的是通過實驗使學生更好地理解電動勢這一概念。1. 理解測量電源電動勢