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1、2.10 实验：测定电池的电动势和内阻【学习目标】1知道测量电源的电动势和内阻的实验原理，进一步感受路端电压随电流变化的关系（）2通过实验过程，掌握实验方法，学会根据图像合理外推进行数据处理的方法（）3尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解测量中减小误差的方法（）【课前预习】1闭合电路的欧姆定律内容、表达式。2根据闭合电路的欧姆定律可得，路端电压U=E-Ir；若测出两组（I、U）的值，写出电源电动势和内阻的表达式。3根据闭合电路的欧姆定律可得U=-rI+E；在坐标纸上以 I 为横坐标，U 为纵坐标，画出 U I 图像.明确图像与纵轴截距、横轴截距及斜率的含义。4现在有一节干电池，要想测出其电
2、动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的实验原理图，原理是什么？5图像法处理数据的优点是什么？如何应用U-I 图像求电源电动势和内阻？【课内探究】一、测定电池的电动势和内阻实验原理1、实验原理：根据闭合电路的欧姆定律 E=U+Ir知，路端电压 U=-rI+E，对给定的电源，E、r为常量，因此路端电压 U 是电流I 的一次函数。改名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 19 页 -变滑动变阻器 R 的阻值，可以测得多组 I、U 值2、实验方法：U-I 法，（电压表和电流表）3、实验原理图：二、实验器材选择：被测干电池：电压表：电流表：滑动变阻器：电键和导线三、实验步骤1、
3、按原理图连接实物图 A P B名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 19 页 -注意事项：先干路、后支路导线不相交+、-正确量程适当滑动变阻器阻值调至最大2、把滑动变阻器的滑片P移到端使其阻值最大3、闭合电键,调节滑动变阻器,使电流表的读数有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样的方法测量并记录几组U、I值4、断开电键,整理好器材四、数据处理1、公式法改变R 的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U 的值，代入方程组联立求解，多测量几次 I、U 的值，算出 E、r取平均值.E=U1+I1rE=U2+I2r2、图象法根据闭合电路的欧姆定律可得U=-rI+E 在坐标
4、纸上以 I 为横坐标，U 为纵坐标，用测出几组的 I、U 值画出U I 图像.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 19 页 -图像是：电源电动势：电源内阻：五、实验原理拓展U-I 法测定电池电动势和内阻拓展名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 19 页 -甲：接法乙：接法六、误差分析：图像修正法1、外接法误差原因：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 19 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 19 页 -路端电压 U测=U真,没有误差;I真=I测+IV,I真=I测+U/RV当U=0 时，I
5、真=I测 没有误差;相同的路端电压总有 I测 I真当U 越大时，IV越大,I 误差越大。从图可知：E测 E真,r测 r真2、内接法误差原因：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 19 页 -I测=I真，电流没有误差；路端电压U真=U测+UA=U测+IRA当I=0时，U真=U测=E,没有误差。相同的电流总有U测 r真3、内外接电路误差分析归纳总结名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 19 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 19 页 -甲：接法，适宜测内阻电源；误差来源于：乙：接法，适宜测内阻电源；误差来源于：七、注
6、意事项1、测量时首先选择合适的实验电路。2、本实验在电键闭合前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大位置处。3、使用内阻较大的旧电池，在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化。4、要测出 6组I、U 数据，且变化范围要大一些.5、画U-I 图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去。6、画U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当的值开始，图线与横轴的截距不再是短路电流。图线与纵轴的截距仍为电动势 E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r。【当堂巩固】例1、在用电流表和电压表测一节干电池
7、的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别约为0.1 和1k.下面是所需的实验器材图.(1)画出实验原理图,将器材按原理图连接成实验电路.(2)画出U I 图线，根据图线判断电池的电动势E=_，内阻 r=_.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 19 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 19 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 19 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 19 页 -【课后知识延伸 能力提升】常用测定电池电动势和内阻实验方法1、I-R 法：2
8、、U-R法：实验仪器：安培表、电阻箱实验仪器：电压表、电阻箱实验原理：实验原理：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 19 页 -【课后训练】1、用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是 ()A 应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显 B 应选用内阻较小的电压表和电流表 C 移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 D 根据实验记录的数据作 U 一I 图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧2、下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直
9、观、简便的方法是 （）A测出两组 I、U 的数据，代人方程组：EU1 十I1r 和EU2 十I2r，求出E和rB多测几组 I、U 的数据，求出几组 E、r，最后分别求出其平均值C 测出多组 I、U 的数据，画出 U I 图象，再根据图象求 E、rD 多测出几组 I、U 数据，分别求出 I 和U 的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势 E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。3、某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻 r，所给的其他器材有：A电压表 V：(03 V15 V)B电流表 A：(00.6 A3 A)C变阻器 R1：(20 ，1 A)D变阻器 R2：(1000，0.1 A)E
10、开关 S和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为_ (选填“0 3 V”或“0 15 V”)；电流表应选用的量程为_(选填“0 0.6 A”或“0 3 A”)；变阻器应选用_；(2)根据实验要求作出电路图并连接实物电路图；(3)实验测得的 6组数据已在 UI图中标出，如图所示，请你根据数据点位置完成UI图线，并由图线求出该电池的电动势E_ V，电阻 r_.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 19 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 19 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 19 页 -4、用电流表
11、和电压表测定电池的电动势E和内阻 r，所用的电路如左下图所示，一位同学测得的五组数据如表中所示.I/A0.120.200.310.320.50U/V1.371.321.241.181.10（1）试根据这些数据在右上图中作UI图线.（2）根据图线得出电池的电动势E=_V，根据图线得出的电池内阻r=_.（3）若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，可利用公式E=U1+I1r和E=U2+I2r算出 E和r，这样做可能得出误差较大的数值，选用第_组和第 _组的数据，求得E和r误差最大？名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 19 页 -、在水果中插入铜片和锌片，组成一个简易的水果电池。查阅相关的资料，发现这种水果电池的电动势约为1V，内阻约为 500.，现要测量自制水果电池的电动势和内阻，备有下列器材：A电压表，量程为1.5V,内阻约为 1.5K.B毫安表，量程为3mA,内阻约为几欧C滑动变阻器,0-30.D滑动变阻器,0-3 KE电键、导线若干(1)本实验中应选用滑动变阻器（填写仪器代号）(2)为能比较准确地测量水果电池的电动势和内阻，请设计实验方案，并画出实验原理图【课后反思】名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 19 页 -
