2013人教版選修《實(shí)驗(yàn)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》word學(xué)案1

2013人教版選修《實(shí)驗(yàn)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》word學(xué)案1學(xué)習(xí)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1、了解并把握測(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)習(xí)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（二）過(guò)程與方法通過(guò)設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，開(kāi)闊思路，激發(fā)愛(ài)好。養(yǎng)成規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)并能科學(xué)、合理地處理數(shù)據(jù)的適應(yīng)。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀明白得和把握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理咨詢題的差不多程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的適應(yīng)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和持續(xù)求索的精神，培養(yǎng)觀看能力、思維能力和操作能力，提升對(duì)物理學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和愛(ài)好。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：把握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。自主學(xué)習(xí)：1.閉合電路歐姆定律的內(nèi)容2.測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原先確實(shí)是閉合電路歐姆定律，關(guān)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能夠?qū)懗鲭娫措妱?dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r與路端電壓U、電流I的關(guān)系式，為。按照那個(gè)關(guān)系式，你能夠利用哪些實(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？畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。3.按照閉合電路歐姆定律，能夠?qū)懗鲭娫措妱?dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r與電路電流I、電路外電阻R的關(guān)系式，為。按照那個(gè)關(guān)系式，你能夠利用哪些實(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？畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。同步導(dǎo)學(xué)：1．實(shí)驗(yàn)原理：由閉合電路的歐姆定律I＝E/（R＋r）可得：U＝E－Ir，式中E、r為電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，在電路中不隨外電阻的變化而改變。當(dāng)外電阻R變化時(shí)，路端電壓U及電路中的電流I將發(fā)生改變。如改變外電阻，求得n組U、I值，即可由公式法或圖象法求得E、r。2．實(shí)驗(yàn)器材：本實(shí)驗(yàn)需要的實(shí)驗(yàn)器材有。3．實(shí)驗(yàn)步驟：（1）確定電流表、電壓表的量程，按照電路原理圖把器材連接好。（2）把滑動(dòng)變阻器滑片移到電阻最的一端。（3）閉合電鍵，調(diào)劑變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電壓表和電流表的讀數(shù)，用同樣方法測(cè)量并記錄幾組I、U值。（4）斷開(kāi)電鍵，整理好器材。（5）數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上作U－I圖，求出E、r4．注意事項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)電路圖：安培表和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后與伏特表并聯(lián)。（2）安培表一樣選0－0.6A檔，伏特表一樣選0－3V檔。（3）應(yīng)選用內(nèi)阻一些（用過(guò)一段時(shí)刻）的干電池，在本實(shí)驗(yàn)中不要把電流調(diào)得過(guò)，每次讀完示數(shù)后趕忙斷電。（4）在畫U-I圖象時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上，或使各點(diǎn)平均分布在直線的兩側(cè)。個(gè)不偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。如此，就能夠使偶然誤差得到部分抵消，從而提升精確度。（5）干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，即可不能比電動(dòng)勢(shì)小專門多。這時(shí)，在畫U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度能夠不從零開(kāi)始，而是按照測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開(kāi)始（橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始）。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是電流，只是直線斜率的大小照樣依舊電源的。5．誤差分析：實(shí)驗(yàn)中的誤差屬于系統(tǒng)誤差，因?yàn)殡妷罕淼淖饔靡虼?/p>

I真=I測(cè)＋I(xiàn)V 即（I真-I測(cè)）↑，反映在圖線上：當(dāng)U=0時(shí)，IV→0

I→I真故r真＞r測(cè)

E真＞E測(cè)例1在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,所用電流表和電壓表的內(nèi)阻分不為0.1Ω和1kΩ.下面分不為實(shí)驗(yàn)原理圖及所需的器件圖.（1）試在右上圖中畫出連線,將器件按原理圖連接成實(shí)驗(yàn)電路.（2）一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見(jiàn)表.試按照這些數(shù)據(jù)在下圖中畫出U-I圖線.按照?qǐng)D象讀出電池的電動(dòng)勢(shì)E=

V，按照?qǐng)D象求出電池內(nèi)阻r=

Ω.I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05解析：（1）按照實(shí)物原理圖將實(shí)物連接如左下圖。（2）按照表格中U、I數(shù)據(jù)，在方格紙U-I坐標(biāo)上找點(diǎn)描跡如右下圖，連直線時(shí)第四組數(shù)據(jù)(0.32A,1.18V)標(biāo)出的點(diǎn)應(yīng)該舍去不顧，然后將直線延長(zhǎng)，交U軸于U1=1.46V（1.44～1.48也對(duì)），此即為電源電動(dòng)勢(shì)；交I軸于I=0.64A,注意現(xiàn)在U2=1.00V,由閉合電路歐姆定律得。測(cè)得（0.67～0.77也對(duì)）。例2用一只電流表和一只電壓表測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路有如圖所示的甲、乙兩種，采納甲圖測(cè)定E和r時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差要緊是由于；采納乙圖測(cè)定E和r時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差要緊是由于，為了減小上述系統(tǒng)誤差，當(dāng)R遠(yuǎn)小于RV時(shí)，應(yīng)采納電路。解析：采納甲圖時(shí)系統(tǒng)誤差要緊是由于電壓表分流，這時(shí)電流表的示數(shù)比干路電流?。徊杉{乙圖時(shí)系統(tǒng)誤差要緊是由于電流表分壓，這時(shí)電壓表的示數(shù)比路端電壓?。划?dāng)R遠(yuǎn)小于RV時(shí)，應(yīng)采納圖甲電路例3有兩只電壓表A和B，量程已知，內(nèi)阻不知等于多少；另有一節(jié)干電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但不知等于多少.只用這兩只電壓表、開(kāi)關(guān)和一些連接用的導(dǎo)線，能通過(guò)測(cè)量運(yùn)算這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)(已知電動(dòng)勢(shì)不超出電壓表的量程，干電池不許拆開(kāi)).(1)畫出你測(cè)量時(shí)所用的電路圖；(2)以測(cè)得的量作為已知量，導(dǎo)出運(yùn)算電動(dòng)勢(shì)的式子.解析：測(cè)量電路如圖所示.設(shè)電壓表的內(nèi)阻為RA和RB，電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r.先將電壓表A串聯(lián)接入電路中，記下其示數(shù)UA.按照歐姆定律，有E=UA＋ ①然后,將電壓表A、B同時(shí)串聯(lián)接入電路中,記下兩表的示數(shù)UA′和UB,同理又有E=UA′＋UＢ＋ ②將等效為一個(gè)未知量，從①和②式中消去，因此電源電動(dòng)勢(shì)為E=同步檢測(cè)：一、公共部分：1.在《測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻》的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線配合下列哪些儀器.能夠達(dá)到測(cè)定目的( )A.一只電流表和一只滑動(dòng)變阻器B.一只電流表和一只電壓表C.一只電流表和一只電阻箱D.一只電壓表和一只電阻箱2.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，其中既減小偶然誤差，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，最后分不求出其平均值C．測(cè)出多組I，U的數(shù)據(jù)，畫出U—I圖像，再按照?qǐng)D像求E，rD．多測(cè)出幾組I，U數(shù)據(jù)，分不求出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r3.現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40的電流表一個(gè)，定值電阻R1=150，定值電阻R2=100，單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測(cè)量一干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V）的電動(dòng)勢(shì)。（1）按要求在實(shí)物圖上連線。（2）用已知量和直截了當(dāng)測(cè)得量表示的待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為E=，式中各直截了當(dāng)測(cè)得量的意義是：.二、選用部分：（一）基礎(chǔ)部分1.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、rb時(shí)，畫出的圖線如圖所示，則( )A、.Ea>Eb，ra>rb B、Ea>Eb，ra<rbC、Ea<Eb，ra>rb D、Ea<Eb，ra<rb2.在圖所示的電路中，R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)，如果偶然誤差能夠忽略不計(jì)，則電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值______真實(shí)值，內(nèi)電阻的測(cè)量值______真實(shí)值，測(cè)量誤差產(chǎn)生的緣故是______.3.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，備有下列器材：①干電池E（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0）②電壓表V（0~15V）③電流表A（0~0.6A、內(nèi)阻0.1）④電流表G（滿偏電流3mA、內(nèi)阻Rg=10）⑤滑動(dòng)變阻器R1（0~10、10A）⑥滑動(dòng)變阻器R2（0~100、1A）⑦定值電阻R3=990⑧開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是_________（填寫字母代號(hào)）；⑵請(qǐng)?jiān)诰€框內(nèi)畫出你所設(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)按照他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，繪出的I1—I2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=_____。4.在測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為2)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，變阻器和電壓表各有兩個(gè)供選：A電壓表量程為15V，B電壓表量程為3V，A變阻器為(20，3A)，B變阻器為(500，0.2A)。電壓表應(yīng)該選_______(填A(yù)或B)，這是因_______________________________________；變阻器應(yīng)該選_______(填A(yù)或B)，這是因_______________________________________。5．將一銅片和一鋅片分不插入一個(gè)蘋果內(nèi)，就構(gòu)成了簡(jiǎn)單的“水果電池”，其電動(dòng)勢(shì)約為1.5V。但是這種電池并不能點(diǎn)亮手筒上額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的小燈泡，緣故是通過(guò)小燈泡的電流太小了，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得還不足3mA?，F(xiàn)使用量程合適的電壓表、電流表以及滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材，盡量精確地測(cè)定“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．（1）請(qǐng)畫出應(yīng)采納的電路原理。（2）滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格：A（0～10Ω）、B（0～3kΩ）。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用哪種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器?什么緣故?（3）在實(shí)驗(yàn)中按照電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)I的值，經(jīng)描點(diǎn)、連線得到的U一I圖象如圖所示。按照?qǐng)D中所給數(shù)據(jù)，得到“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分不為E=____V，r=___Ω。（二）提升部分1．某同學(xué)利用如圖（1）所示電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的阻礙專門小，均能夠忽略不計(jì)．閉合電鍵S后，變阻器的滑片P由變阻器的一端滑到另一端的過(guò)程中，兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化情形分不如圖（2）的U-I圖象中直線a、b所示．SHAPE（1）若滑片P由變阻器的一端滑到另一端的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)一直增大，可知滑動(dòng)端P由_____端滑到_______端；（用電路圖中的字母表示）（2）用畫線代表導(dǎo)線，將上面實(shí)物圖中各元件按圖（1）連接成實(shí)驗(yàn)電路；（3）通過(guò)分析可知，其中圖（2）中圖線_______（填a或b）表示電壓表示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化關(guān)系；（4）按照U－I圖象中坐標(biāo)軸所標(biāo)出的數(shù)據(jù)，能夠求出電源電動(dòng)勢(shì)E＝________，內(nèi)阻r＝___________（用圖中給出的坐標(biāo)值表示）．（2）圖9（2）圖9（2）2.要求測(cè)量由2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r（約幾歐），提供下列器材：電壓表V（量程3V，內(nèi)阻1kΩ）、電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻2kΩ）、電阻箱（0～9999Ω）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。某同學(xué)用量程為15V的電壓表連接成如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（l）合上開(kāi)關(guān)S，將電阻箱R阻值調(diào)到R1＝10Ω，讀得電壓表的讀數(shù)為U1（2）將電阻箱R阻值調(diào)到R2＝20Ω，讀得電壓表的讀數(shù)為U2，由方程組U1＝ε－U1r/R1、U2＝ε－U2/R2解出ε、r為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，上述實(shí)驗(yàn)在選擇器材和實(shí)驗(yàn)步驟中，應(yīng)做哪些改進(jìn)？

3.測(cè)量電源B的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）。器材：量程3V的理想電壓表eq\o\ac(○,V)，量程0.5A的電流表eq\o\ac(○,A)（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4Ω，滑動(dòng)變阻器R′，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。圖中各無(wú)件需用題目中給出的符號(hào)或字母標(biāo)出。②實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2。則能夠求出E=，r=。（用I1，I2，U1，U2及R表示）第九節(jié)《測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》參考答案自主學(xué)習(xí)1、閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電子成反比。2、3、4、同步檢測(cè)一、公共部分：1、CD2、C3、（1）連圖：左圖只用R1接入電路；右圖用R1和R2串聯(lián)接入電路。（2）R2I1是外電阻為R1時(shí)的電流，I2是外電阻為R1和R2串聯(lián)時(shí)的電