人教版高中物理必修三 （實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量）教育課件

3實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量第十二章電能能量守恒定律

1.掌握伏安法測量電池電動勢和內(nèi)阻的原理，會選用實驗器材正確

連接電路并進行實驗數(shù)據(jù)處理.2.理解“伏阻法”“安阻法”測量電池電動勢和內(nèi)阻的原理，掌握

其數(shù)據(jù)處理方法.學(xué)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN技能儲備精析典題隨堂演練課時對點練一、實驗思路方法1

“伏安法”(1)如圖1所示，由E＝

知，改變外電路的阻值可測出多組

、

的值，通過圖像可求出E、r的值.(2)器材：電池、開關(guān)、滑動變阻器、

、

.技能儲備U＋IrUI電流表電壓表圖1圖2圖3方法2

“安阻法”(1)如圖2所示，由E＝

知，改變電阻箱的阻值，測出多組

、

的值，通過圖像就可求出E、r的值.(2)器材：電池、開關(guān)、

、

.方法3

“伏阻法”(1)如圖3所示，由E＝U＋r知，改變電阻箱的阻值，測出多組

、

的值，通過圖像就可求出E、r的值.(2)器材：電池、開關(guān)、

、

.IR＋IrIR電阻箱電流表電阻箱電壓表UR二、物理量的測量選用方法1測量電動勢和內(nèi)阻，在方法1中需要測量

和______兩個物理量.而僅測兩組U、I數(shù)據(jù)，聯(lián)立解方程得E和r，誤差可能較大，應(yīng)該多次測量，并對數(shù)據(jù)處理，才能減小誤差.所以應(yīng)該使用____________改變外電路電阻，進行多次測量.路端電壓U電流I滑動變阻器三、數(shù)據(jù)分析1.計算法：由E＝U1＋I1r，E＝

可解得

.可以利用U、I的值多求幾組E、r的值，算出它們的

.U2＋I2r平均值2.作圖法：(1)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，建立平面直角坐標(biāo)系，根據(jù)幾組U、I測量數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點，作U－I圖像.(2)將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點是斷路的路端電壓，它的數(shù)值就是_____________；橫軸截距點是路端電壓U＝0時的電流，它的數(shù)值就是_______________.電源電動勢E(3)圖線斜率的絕對值為

，即

，如圖4所示.電源的內(nèi)阻r圖4短路電流I短＝

r＝_____＝___3.注意事項(1)為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻_____的電壓表.(2)實驗中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池因大電流放電時間過長導(dǎo)致內(nèi)阻r發(fā)生明顯變化.(3)當(dāng)干電池的路端電壓變化不很明顯時，作圖像，縱軸起點可不從零開始.縱軸單位可取得小一些.如圖5所示，此時圖線與縱軸交點仍為電池的

，但圖線與橫軸交點不再是短路電流，內(nèi)阻要在直線上取較遠的兩點，用r＝

求出.圖5較大電動勢E圖64.誤差分析(1)偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U－I圖像時描點不準(zhǔn)確.(2)系統(tǒng)誤差：主要原因是電壓表的

作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比流過電源的電流

一些.U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就越分流偏小大，將測量結(jié)果與真實情況在U－I坐標(biāo)系中表示出來，如圖6所示，可以得到E測

E真，r測

r真.<<精析典題一、伏安法測電動勢和內(nèi)阻例1

(2020·福建莆田第一中學(xué)高二期末)某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所給的其他器材有：A.電壓表V：0～3V～15VB.電流表A：0～0.6A～3AC.滑動變阻器R1：(20Ω，1A)D.滑動變阻器R2：(1000Ω，0.1A)E.電阻箱R(0～999.9Ω)F.開關(guān)和導(dǎo)線若干圖7(1)實驗中電壓表應(yīng)選用的量程為________(選填“0～3V”或“0～15V”)，電流表應(yīng)選用的量程為________(選填“0～0.6A”或“0～3A”)，滑動變阻器應(yīng)選用___(選填字母代號“R1”或“R2”)；0～3V0～0.6AR1解析由題圖丙可知，電流小于0.6A，故電流表應(yīng)選用的量程為0～0.6A；而電池的電動勢約為1.5V，故電壓表應(yīng)選用的量程為0～3V；為了調(diào)節(jié)方便并能減小誤差，故滑動變阻器應(yīng)選用R1.(2)根據(jù)實驗要求在圖7甲虛線框中畫出電路圖，并補充連接實物電路圖乙；答案見解析圖(a)見解析圖(b)解析對照電路原理圖，連接實物圖.(3)測出幾組電流、電壓的數(shù)值，并畫出圖像如圖丙所示，由圖像知該電池的電動勢E＝______V，內(nèi)電阻r＝____Ω.1.52.5解析U－I圖像的縱軸截距表示電池的電動勢，故該電池的電動勢E＝1.5V；斜率的絕對值表示電源的內(nèi)電阻，例2

(2020·安慶市期末)用圖8所示電路測量一節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)阻(電動勢約為2V，內(nèi)阻很小)，為防止滑動變阻器電阻過小導(dǎo)致電流過大而損壞器材，電路中用了一個保護電阻R0，除蓄電池、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的器材還有：A.電流表A1(量程0.6A，內(nèi)阻很小)B.電流表A2(量程3A，內(nèi)阻很小)C.電壓表(量程3V，內(nèi)阻很大)D.定值電阻(阻值1Ω，額定功率5W)E.定值電阻(阻值10Ω，額定功率10W)圖8(1)實驗中電流表應(yīng)選取_____，保護電阻應(yīng)選取____.(填器材前面的選項)BD解析若電流表量程選3A，為了便于讀數(shù)(應(yīng)使指針半偏及以上)，電流需在1.5A以上.若電流在1.5A以下，變化范圍太小，不利于滑動變阻器操作，所以電流表應(yīng)選B.若定值電阻的阻值選10Ω，此電流值為電流表量程的

，不利于精確讀數(shù)，故定值電阻只能選D.(2)某同學(xué)選用器材進行了實驗，他調(diào)整滑動變阻器共測得了5組電流、電壓的數(shù)據(jù)，如下表.請在圖9中作出電源的路端電壓U隨電流I變化的圖像.圖9電流表讀數(shù)I/A1.721.350.980.630.34電壓表讀數(shù)U/V0.160.570.951.351.65答案如圖所示解析描出5個點后，用一條直線來“擬合”描出的點.圖9(3)結(jié)合圖像求出蓄電池的電動勢為_________________V，內(nèi)阻為______________________Ω.(結(jié)果均保留二位有效數(shù)字)2.0(1.9～2.1均可)0.087(0.082～0.092均可)解析由圖線與縱坐標(biāo)的交點可知：E＝2.0V所以r＝0.087Ω.二、伏阻法測電動勢和內(nèi)阻1.電路圖：如圖10所示3.數(shù)據(jù)處理圖10由圖像的斜率和截距求解.

圖11例3

為了測量由兩節(jié)干電池組成的電源的電動勢和內(nèi)電阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖12甲所示的實驗電路，其中R為電阻箱，R0＝5Ω為保護電阻.(1)按照圖甲所示的電路圖，將圖乙所示的實物連接成實驗電路.圖12答案如圖所示2.91.1代入數(shù)據(jù)解得E≈2.9V，r≈1.1Ω.三、安阻法測電動勢和內(nèi)阻1.電路圖：如圖13所示.2.實驗原理：E＝IR＋Ir.3.數(shù)據(jù)處理圖13由圖像的斜率和截距求解.圖14例4

一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻.(1)如圖15所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實驗電路.請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處____________；_______________.圖15開關(guān)未斷開電阻箱阻值為零解析在電學(xué)實驗中，連接電路時應(yīng)將開關(guān)斷開，電阻箱的阻值調(diào)為最大，確保實驗儀器、儀表的安全.R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A－16.75.95.34.53.8圖16由圖像可計算出該干電池的電動勢為___________________V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；內(nèi)阻為________________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).答案見解析圖1.37(1.34～1.40均可)1.2(1.0～1.4均可)解析根據(jù)閉合電路歐姆定律，得E＝I(R＋r)描點連線后圖像如圖所示.根據(jù)圖像可知r＝1.2Ω.圖像的斜率為電動勢E，1.(伏安法測電動勢和內(nèi)阻)(2020·雞澤縣期末)利用如圖17所示的電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，要求盡量減小實驗誤差.供選擇的器材有：A.電流表A(0～0.6A)B.電壓表V1(0～3V)C.電壓表V2(0～15V) D.滑動變阻器R1(0～20Ω)E.滑動變阻器R2(0～200Ω) F.定值電阻R0＝1ΩG.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干隨堂演練123圖17(1)實驗中電壓表應(yīng)選用___，滑動變阻器應(yīng)選用___.(選填相應(yīng)器材前的字母)BD解析一節(jié)干電池的電動勢約為1.5V，故電壓表選擇B，為了調(diào)節(jié)方便并能減小誤差，故滑動變阻器應(yīng)該選擇D.123(2)某位同學(xué)記錄了6組數(shù)據(jù)，對應(yīng)的點已經(jīng)標(biāo)在圖18坐標(biāo)紙上，并根據(jù)所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝____V，內(nèi)電阻r＝_____.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)1.50.14圖18解析電源的U－I圖像如圖所示，由于U－I圖像與縱軸的截距為電動勢，故干電池的電動勢E＝1.5V，圖像斜率的絕對值為|k|＝r＋R0，所以r＝|k|－R0≈0.14Ω.1232.(安阻法測電動勢和內(nèi)阻)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖19甲所示的電路測量電源電動勢E和內(nèi)阻r.實驗器材有：待測電源，電流表A(量程為0.6A，內(nèi)阻不計)，電阻箱R，開關(guān)S，導(dǎo)線若干.閉合S，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)電流I，由測得的數(shù)據(jù)繪出了如圖乙所示的

－R圖線，則電源電動勢E＝____V，內(nèi)阻r＝____Ω.1.53.0圖19123解得：E＝1.5V；解得：r＝3.0Ω.1233.(伏阻法測電動勢和內(nèi)阻)某研究小組收集了兩個電學(xué)元件：電阻R0(約為2kΩ)和手機中的鋰電池(電動勢E標(biāo)稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA).實驗室備有如下器材：A.電壓表V(量程3V，電阻RV約為4.0kΩ)B.電流表A1(量程100mA，電阻RA1約為5Ω)C.電流表A2(量程2mA，電阻RA2約為50Ω)D.滑動變阻器R1(0～40Ω，額定電流1A)E.電阻箱R2(0～999.9Ω)F.開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干123(1)為了測定電阻R0的阻值，小明設(shè)計了一電路，與其對應(yīng)的實物圖如圖20，圖中的電流表A應(yīng)選_____(選填“A1”或“A2”)，請將實物連線補充完整.圖20A2答案實物連線如圖所示123圖211.利用電流表和電壓表測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，要求盡量減小實驗誤差.基礎(chǔ)對點練課時對點練1234567圖1(1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖1中的_____(填“甲”或“乙”).甲1234567解析如果用乙電路，誤差來源于電流表的分壓，測量時將電流表內(nèi)阻當(dāng)成電源內(nèi)阻的一部分，而電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻很接近，故電源內(nèi)阻測量誤差大，用甲電路，誤差來源于電壓表的分流，因為電壓表的內(nèi)阻遠大于滑動變阻器的電阻，故電壓表分流很小，測量引起的誤差小，故選擇甲電路圖；(2)現(xiàn)有開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A.電流表(0～0.6A)B.電流表(0～3A)C.電壓表(0～15V)D.電壓表(0～3V)E.滑動變阻器(0～10Ω)F.滑動變阻器(0～500Ω)實驗中電流表應(yīng)選用____；電壓表應(yīng)選用_____；滑動變阻器應(yīng)選用___.(選填相應(yīng)器材前的字母)1234567ADE1234567解析電源電動勢約為1.5V，因此電壓表量程選擇0～3V，故選D；為使電流表有較大角度的偏轉(zhuǎn)，需選用全阻值小的滑動變阻器，故選E；此時電路中最小電流I＝A＝0.15A，因此電流表量程選擇0～0.6A，故選A.2.(2020·天津卷)某實驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內(nèi)阻，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確.電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)滑動變阻器(0～20Ω，額定電流1A)待測電池組(電動勢約為3V，內(nèi)阻約為1Ω)開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)該小組連接的實物電路如圖2所示，經(jīng)仔細檢查，發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng)，這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是____.1234567圖25解析按原電路測量，測得的電源內(nèi)阻包含了電流表的內(nèi)阻(電流表內(nèi)接法)，導(dǎo)致測量結(jié)果偏大.導(dǎo)線5一端接電壓表正極，另一端應(yīng)接電流表正極或電源正極.1234567(2)改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的_____(填“a”或者“b”)端.1234567a解析為保護電路，在閉合開關(guān)前，電路總電阻應(yīng)最大，滑片應(yīng)置于滑動變阻器的a端.(3)實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯.為了解決這個問題，在電池組負極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為5Ω的電阻，之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I，并作出U－I圖像，如圖3所示.根據(jù)圖像可知，電池組的電動勢為_____V，內(nèi)阻為_____Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)圖32.90.8012345671234567解析根據(jù)閉合電路的歐姆定律，串聯(lián)R0＝5Ω的電阻后，有E＝Ir＋IR0＋U，得U＝E－(r＋R0)I，故電源內(nèi)阻r＝0.80Ω.3.某一充電寶的產(chǎn)品參數(shù)見下表.假設(shè)充電寶就是跟蓄電池和干電池一樣的可移動直流電源.某同學(xué)想測量該充電寶在充滿電后的電動勢和內(nèi)阻，他剝開充電寶連接線的外絕緣層，里面有四根導(dǎo)線，紅導(dǎo)線為充電寶的正極，黑導(dǎo)線為負極，其余兩根導(dǎo)線空置不用.實驗室還提供了如下器材：A.量程是3.0A，內(nèi)阻約為0.2Ω的電流表B.量程是6V，內(nèi)阻約為6kΩ的電壓表C.量程是15V，內(nèi)阻約為30kΩ的電壓表D.阻值為0～1kΩ，額定電流為0.5A的滑動變阻器E.阻值為0～10Ω，額定電流為3A的滑動變阻器1234567F.阻值為2.5Ω的定值電阻G.阻值為20Ω的定值電阻H.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干1234567型號PB20重量約449g鋰電池容量20000mA·h兼容性大部分智能手機和平板電腦顏色白色充滿電時間約12h尺寸158mm×81mm×22.8mm輸入輸出(1)實驗中滑動變阻器應(yīng)選用__；電壓表應(yīng)選__.(選填相應(yīng)器材前的字母)EB1234567(2)根據(jù)所給器材，該同學(xué)設(shè)計了如圖4所示的電路，其中R0應(yīng)選擇___，它在電路中的作用是_________________________________________.圖4F防止滑動變阻器調(diào)節(jié)過度導(dǎo)致短路，保護電路1234567(3)該同學(xué)記錄的8組數(shù)據(jù)，如下表所示，請在圖5所示的坐標(biāo)紙上畫出該充電寶的U－I圖線.由圖線可知該充電寶的電動勢E＝

_____V，內(nèi)電阻r＝______Ω.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)次數(shù)12345678I/A0.170.310.660.931.181.371.631.89U/V5.055.035.004.974.944.934.904.86圖55.070.11答案

U－I圖線如圖所示(4)如果用該充電寶給一款電池容量標(biāo)明為2000mA·h的手機充電，下列說法正確的是________.A.理論上手機電池充滿電有2000C的電荷量B.理論上手機電池充滿電有7200C的電荷量C.如果該手機使用時電流為100mA，理論上充電寶滿電可以保證手機

使用20h1234567B1234567解析理論上電池充滿電后的電荷量Q＝It＝2000×10－3×3600C＝7200C，如果該手機使用時電流為100mA，理論上充電寶充滿電可以保證手機使用h＝200h，故選項B正確，A、C錯誤.4.小聰和小明收集了手機的鋰電池(電動勢E的標(biāo)稱值為3.4V)，并設(shè)計了如圖6甲所示的電路圖測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r.圖6(1)小聰?shù)膶嶒灢僮魇牵洪]合開關(guān)S.調(diào)整電阻箱R0的阻值為R1時，讀出電壓表的示數(shù)為U1；調(diào)整電阻箱的阻值為R2時，讀出電壓表的示數(shù)為U2.根據(jù)小聰測出的數(shù)據(jù)可求得該電池的電動勢，其表達式為E＝_____________；1234567123456712345673.30.2512345675.為了測量電池的電動勢和內(nèi)阻(電動勢約為1.5V、內(nèi)阻約為1.0Ω)，備用的實驗器材如下：量程為0～3mA、內(nèi)阻為10Ω的電流表A1，量程為0～0.6A、內(nèi)阻為0.1Ω的電流表A2，滑動變阻器R1(0～20Ω，10A)，滑動變阻器R2(0～200Ω，1A)，定值電阻R0(990Ω)，開關(guān)和導(dǎo)線若干.圖71234567(1)為了完成本實驗且能精確地測量電池的電動勢和內(nèi)阻，請在虛線框內(nèi)畫出所設(shè)計的電路圖，為了便于操作，滑動變阻器選用________；答案如圖所示R11234567解析電流表A1和定值電阻R0組成的電壓表量程為0.003×1000V＝3V，電池的電動勢約為1.5V，所以應(yīng)將電流表A1改裝成電壓表，又因為電池的內(nèi)阻較小，滑動變阻器應(yīng)采用限流式接法，所以選用滑動變阻器R1較為方便.1234567(2)該小組同學(xué)通過分析選擇了合適的測量電路，讀出了多組實驗數(shù)據(jù)，其中電流表A1的讀數(shù)為I1、電流表A2的讀數(shù)為I2，現(xiàn)用I1為縱軸、I2為橫軸建立坐標(biāo)系，將測量的數(shù)據(jù)描點連線如圖7所示，通過計算可知該電池的電動勢為____________________V，內(nèi)阻為___________________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)12345671.48(1.47～1.49均可)0.80(0.78～0.82均可)1234567解析根據(jù)實驗原理可知電流表A1的讀數(shù)乘以(10＋990)Ω即為電路的路端電壓，所以圖線在縱軸上的截距乘以(10＋990)Ω等于電源的電動勢，可得E＝1.48×10－3×1000V＝1.48V；由閉合電路歐姆定律可得E＝I1(10Ω＋990Ω)＋(I1＋I2)r，從圖線上取兩點可得電池的內(nèi)阻6.(2020·四川成都市高三第二次診斷性檢測)要測定一節(jié)干電池(電動勢約1.5V，內(nèi)阻約0.5Ω，放電電流不允許超過0.6A)的電動勢和內(nèi)電阻，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確.提供的器材有：A.電流表A1：擋位1(0～3A，內(nèi)阻約0.05Ω)，擋位2(0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω)B.電流表A2：0～300μA，內(nèi)阻rA2＝100ΩC.定值電阻：R0＝2Ω，R1＝900Ω，R2＝4900ΩD.滑動變阻器：R3(0～5Ω，2A)，R4(0～15Ω，1A)E.開關(guān)一只、導(dǎo)線若干(1)測量電流的儀表：應(yīng)選擇電流表A1的擋位_____(填“1”或“2”)12345672解析測量電流的儀表：應(yīng)選擇電流表A1的擋位2.(2)測量電壓的儀表：應(yīng)將定值電阻_____(填“R0”“R1”或“R2”)與A2串聯(lián)，使其成為改裝后的電壓表.1234567R2解析測量電壓的儀表：應(yīng)將定值電阻R2與A2串聯(lián)，使其成為改裝后量程為Ug(rA2＋R2)＝300×10－6×5000V＝1.5V的電壓表.(3)干電池內(nèi)阻太小，應(yīng)選擇定值電阻____(填“R0”“R1”或“R2”)來保護電源.R0解析干電池內(nèi)阻太小，應(yīng)選擇與內(nèi)阻阻值相當(dāng)?shù)亩ㄖ惦娮鑂0來保護電源.(4)若要求通過電流表A1的電流在0.1～0.5A范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào).則滑動變阻器應(yīng)選擇_____(填“R3”或“R4”).1234567R4解析若要求通過電流表A1的電流在0.1～0.5A范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào).則滑動變阻器應(yīng)選擇R4.(5)為消除電流表內(nèi)阻對測量精度可能造成的影響，在給出的如圖8(a)(b)所示的兩種電路原理圖中(圖中電表V為改裝后的電壓表)，應(yīng)選擇________(填“圖(a)”或“圖(b)”).1234567圖8圖(a)解析因改裝后的電壓表內(nèi)阻已知，則為消除電流表內(nèi)阻對測量精度可能造成的影響，在給出的兩種電路原理圖中，應(yīng)選擇圖(a).(6)進行實驗并記錄數(shù)據(jù).用I1、I2分別表示電流表A1、A2的示數(shù)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出如圖(c)所示的I2－I1圖像，由圖像可得：電池的電動勢為_____V，內(nèi)阻為_____Ω.(結(jié)果保留兩位小數(shù))12345671.490.49則電池的電動勢為E＝1.49V，本課結(jié)束第3節(jié)實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量

核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究知道測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗原理：閉合電路的歐姆定律。1.會設(shè)計測定電池電動勢和內(nèi)阻的“伏安法”“伏阻法”“安阻法”的電路圖。2.體會圖像法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，體會“化曲為直”的思想方法。1.根據(jù)“伏安法”測定電池電動勢和內(nèi)阻的原理，會選用實驗器材、正確連接電路、規(guī)范實驗操作。2.能進行分組、自主合作探究，并對信息進行數(shù)據(jù)處理。知識點一電荷及起電方式一、實驗?zāi)康?.理解測量電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理，體驗測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗過程。2.會用解析法和圖像法求解電動勢和內(nèi)阻。3.掌握利用儀器測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法，并能設(shè)計簡單的電路和選擇儀器。二、實驗方案設(shè)計1.伏安法：由E＝U＋Ir知，只要測出________的兩組數(shù)據(jù)，就可以列出兩個關(guān)于E、r的方程，從而解出E、r，電路圖如圖所示。U、I2.安阻法：由E＝IR＋Ir可知，只要能得到______的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，電路圖如圖所示。U、RI、R三、實驗器材在不同的方案中需要的實驗器材略有不同，分別如下：方法1：待測電池一節(jié)，電流表、電壓表各一個，滑動變阻器一個，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干，坐標(biāo)紙。方法2：待測電池一節(jié)，電流表一個，電阻箱一個，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。方法3：待測電池一節(jié)，電壓表一個，電阻箱一個，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。四、實驗步驟(以方法1伏安法為例)1.電流表用0～0.6A量程，電壓表用0～3V量程，按實驗原理圖連接好電路。2.把滑動變阻器的滑片移到一端，使其阻值最大。3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯的示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)。用同樣的方法測量幾組I、U值。4.斷開開關(guān)，整理好器材。5.處理數(shù)據(jù)，用解析法和作圖法求出電池的電動勢和內(nèi)阻。五、數(shù)據(jù)處理

為減小測量誤差，本實驗常選用以下兩種數(shù)據(jù)處理方法：1.公式法

利用依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般6組)，分別記錄如表所示：實驗序號123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U62.圖像法把測出的多組U、I值，在U－I圖中描點畫圖像，使U－I圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標(biāo)點或使各坐標(biāo)點大致分布在直線的兩側(cè)，如圖所示，由U＝E－Ir可知：六、誤差分析1.偶然誤差

主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U－I圖像時描點不準(zhǔn)確。2.系統(tǒng)誤差七、注意事項1.為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表。2.實驗中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池大電流放電時內(nèi)阻r的明顯變化。4.為了提高測量的精確度，在實驗中I、U的變化范圍要大一些，計算E、r時，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。[例1]“利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻”，要求盡量減小實驗誤差。 (1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖中的________(填“甲”或“乙”)。核心要點伏安法測電動勢和內(nèi)阻實驗原理和儀器選擇(2)現(xiàn)有開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A.電流表(0～0.6A)B.電流表(0～3A)C.電壓表(0～15V)D.電壓表(0～3V)E.滑動變阻器(0～10Ω)F.滑動變阻器(0～500Ω)實驗中電流表應(yīng)選用________；電壓表應(yīng)選用________________________；滑動變阻器應(yīng)選用________。(選填相應(yīng)器材前的字母)解析(1)如果用乙電路，誤差來源于電流表的分壓，測量時將電流表內(nèi)阻當(dāng)成電源內(nèi)阻的一部分，而電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻很接近，故電源內(nèi)阻測量誤差大；用甲電路，誤差來源于電壓表的分流，因為電壓表的內(nèi)阻遠大于滑動變阻器的電阻，故電壓表分流很小，測量引起的誤差小，故選擇甲電路圖。(2)電源電動勢為1.5V，因此電壓表量程選擇3V，故選D；因干電池允許通過的電流較小，電流表量程選擇0.6A，故選A；為使電流表有較大角度的偏轉(zhuǎn)，需選用全阻值小的滑動變阻器，故選E。答案(1)甲(2)A

D

E方法總結(jié)選擇儀器時注意掌握的原則1.安全性原則，即一定要保證儀器的安全，對電表來講不超量程，對滑動變阻器來講不能超其額定電流。2.精確性原則，即要保證測量時讀數(shù)精確，對電表來講在不超量程的前提下，盡量選用小量程的，對歐姆表來講盡量讓指針指在中值刻度附近。3.方便性原則，此原則主要針對滑動變阻器來講，在滑動變阻器控制電路時，電路的電壓、電流的變化范圍要盡可能大，以便獲取多組測量值。[例2]在“用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中。 (1)備有如下器材 A.干電池1節(jié) B.滑動變阻器(0～20Ω) C.滑動變阻器(0～1kΩ) D.電壓表(0～3V) E.電流表(0～0.6A) F.電流表(0～3A) G.開關(guān)、導(dǎo)線若干核心要點伏安法測電動勢和內(nèi)阻數(shù)據(jù)