高二物理測量電源的電動勢和內(nèi)電阻

高二物理測量電源的電動勢和內(nèi)電阻第一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六課標定位學(xué)習目標：1.理解并掌握測定電源的電動勢與內(nèi)電阻的原理．2．掌握該實驗的方法并學(xué)會用“代數(shù)法”和“圖象法”處理實驗數(shù)據(jù)．3．通過對實驗數(shù)據(jù)的收集、處理培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的能力．重點難點：1.測量電源電動勢和內(nèi)電阻的原理及實驗器材的使用．2．實驗數(shù)據(jù)的處理是難點．第二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六

核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第3節(jié)測量電源的電動勢和內(nèi)電阻課前自主學(xué)案第三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六課前自主學(xué)案一、實驗原理伏安法測電源電動勢和內(nèi)電阻1．原理：E＝__________.2．電路圖：如圖4－3－1所示．U＋Ir圖4－3－1第四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六3．方法：只要能測出____和___的兩組數(shù)據(jù)，就可以列出關(guān)于E、r的兩個方程，從中解出E、r.二、實驗器材干電池、_______、_______、___________、開關(guān)、導(dǎo)線．三、實驗步驟1．確定_____表、_____的量程，按照電路圖連接好電路，且使滑動變阻器阻值滑到____．UI電流表電壓表滑動變阻器電流電壓最大第五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六完全免費,無需注冊,天天更新！第六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六2．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表和電壓表有明顯的讀數(shù)，記錄一組___、___值．3．用同樣的方法，多測幾組U、I值．4．斷開開關(guān)，整理好器材．5．利用代數(shù)法或圖象法進行數(shù)據(jù)處理．UI第七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六E＝U1＋I1rU2＋I2r第八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六2．圖象法：以縱軸表示路端電壓，橫軸表示總電流，建立直角坐標系，將所測多組相應(yīng)的U、I值進行描點，然后用平滑的曲線將各點連接起來．由U＝E－Ir知，U－I圖象是一條斜向下的直線，如圖4－3－2所示，直線與縱軸的交點表示電源_________，與橫軸交點表示電源的____________

(數(shù)軸刻度從零開始)，圖線斜率的絕對值代表電源_________.電動勢E短路電流I0內(nèi)阻r第九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六圖4－3－2第十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六核心要點突破一、誤差分析1．偶然誤差(1)由讀數(shù)誤差和電表線性不良引起誤差．(2)由于導(dǎo)線與電池接觸不好造成電池內(nèi)阻不穩(wěn)定．(3)用圖象法求E和r時，作圖不準產(chǎn)生誤差．第十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六第十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六對此也可由電路來解釋：若把圖甲中的R和電流表看成外電路，則電壓表可看成內(nèi)電路的一部分，故實測出的是電池和電壓表這個整體等效的r和E.電壓表和電池并聯(lián)，故等效內(nèi)阻r小于電池內(nèi)阻r真，r測<r真．外電路斷開時．a(chǎn)b兩點間電壓Uab即等效電動勢E，此時電壓表構(gòu)成回路，故Uab<E真，即E測<E真．第十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六圖4－3－3第十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)1．下列給出多種用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)，處理方法既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的是(

)A．測出兩組I，U的數(shù)據(jù)，代入方程E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和rB．多測幾組I，U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，最后分別求出其平均值C．測出多組I，U的數(shù)據(jù)，畫出U－I圖象，再根據(jù)圖象求出E、r第十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六D．多測幾組I，U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E，再用閉合電路歐姆定律求出電池內(nèi)電阻r解析：選C.圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，能減小偶然誤差，而且又直觀、形象，故選項C正確．第十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六二、實驗中應(yīng)注意的問題1．為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些．(可選用舊的干電池)2．電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時間放電不宜超過0.3A，短時間放電不宜超過0.5A．因此，實驗中不要將I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完后應(yīng)立即斷電；第十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六第十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)2．用伏安法測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，下列注意事項中正確的是(

)A．應(yīng)選用新的干電池作為被測電源，以使電壓表的示數(shù)變化比較明顯B．應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表C．移動滑動變阻器的滑片時，不能使滑動變阻器短路，以免造成電源過載D．根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作U－I圖線時，應(yīng)使所有的點畫一條線，不能畫直線時，可畫折線第十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六解析：選C.為了能更好的測出電源內(nèi)電阻，應(yīng)用電阻較大的舊電池，故A錯，由實驗中的注意事項知，電壓表電阻越大越好，故B錯．選項C正確．D錯誤．第二十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六

測量電源的電動勢及內(nèi)阻的實驗電路如圖4－3－4甲所示．圖乙中給出的器材有：待測的電源(電動勢約為4V，內(nèi)阻約為2Ω)，電壓表(內(nèi)阻很大，有5V、15V兩個量程)，電流表(內(nèi)阻不計，有0.1A、1A兩個量程)，滑動變阻器(阻值范圍0～10Ω)，開關(guān)，另有導(dǎo)線若干．試按照甲圖中的電路在乙圖中畫出連線，將器材連接成實驗電路(要求正確選擇電表量程，以保證儀器的安全并使測量有盡可能高的精確度)．課堂互動講練儀器選擇及電路連接例1第二十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六乙甲圖4－3－4第二十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六圖4－3－5第二十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六【答案】見精講精析【方法總結(jié)】對實驗的處理要把握三原則：(1)儀表安全原則；(2)實驗操作方便原則；(3)數(shù)據(jù)處理準確原則．第二十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六

用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所用的電路如圖4－3－6所示，一位同學(xué)測得的6組數(shù)據(jù)如下表中所示．實驗數(shù)據(jù)的處理例2組別I/AU/V10.121.3720.201.3230.311.2440.321.1850.501.1060.571.05圖4－3－6第二十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中作出U－I圖線．圖4－3－7第二十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六(2)根據(jù)圖線得出電池的電動勢E＝________V，根據(jù)圖線得出的電池內(nèi)阻r＝________Ω.(3)若不作出圖線，只選用其中兩組U和I的數(shù)據(jù)，可利用公式E＝U1＋I1r1和E＝U2＋I2r2算出，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第________組和第________組數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大．第二十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六【精講精析】

(1)描點作圖，舍去第四組數(shù)對應(yīng)的點．圖線如圖4－3－8所示．圖4－3－8第二十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六第二十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六選用第3組和第4組數(shù)據(jù)求得的E和r誤差最大．不需要利用所給的6組數(shù)據(jù)分別進行計算，利用作圖就可看出這一點．選用這兩組數(shù)據(jù)求E和r，相當于過圖中3和4兩點作一直線，利用此直線求出E和r，而此直線與所畫的直線偏離最大，實際上，第4組數(shù)據(jù)不合理，已經(jīng)排除．【答案】見精講精析【方法總結(jié)】作圖線時應(yīng)把個別不合理的數(shù)據(jù)排除，由直線與縱軸的交點可讀出電動勢E＝1.45V，再讀出直線與橫軸的交點的坐標(U，I)，連同得出的E值代入E＝U＋Ir中可得出內(nèi)阻，即求直線的斜率．切記不要把圖線與I軸的交點當作短路電流．第三十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六

給你一個電阻箱、一個電壓表、開關(guān)及導(dǎo)線等，如何根據(jù)閉合電路的歐姆定律測出一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻．創(chuàng)新實驗例3圖4－3－9第三十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六(1)畫出實驗電路原理圖；(2)實驗過程中，將電阻箱撥到4.5Ω時，電壓表讀數(shù)為0.90V；若將電阻箱撥到圖4－3－9甲所示的________Ω時，電壓表的讀數(shù)如圖乙所示，是________V.(3)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，可以算出該節(jié)干電池的電動勢E＝________V，r＝________Ω.第三十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六第三十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六三星學(xué)科,教師助手,學(xué)生幫手,家長朋友！第三十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六【精講精析】

(1)如果給出電壓表、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線，也能測出一個電池的電動勢和內(nèi)阻，其實驗原理圖如圖4－3－10所示；圖4－3－10第三十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六(2)電阻箱上電阻值的大小是把面板上指示的所有電阻相加，所以圖4－3－9甲中電阻箱的電阻值是110Ω；實驗是測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，所以圖4－3－9乙中電壓表所用量程應(yīng)是0～3V，指示的電壓應(yīng)該是1.1V；第三十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六【答案】

(1)如圖4－3－10所示(2)110

1.1(3)1.11

1.05第三十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期六變式訓(xùn)練在測定電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，待測電池、開關(guān)和導(dǎo)線，配合下列哪組儀器，可以達到實驗?zāi)康?

)①一只電流表和一個電阻箱②一只電流表、一只電壓表和一個滑動變阻器③一只電壓表和一個滑動變阻器④一只電流表和一個滑動變阻器A．①②

B．③④C．①④