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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知道测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步感受 电源路端电压随电流变化的关系 2学会根据图象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 4培养仔细观察、真实记录实验数据等良好的实验习惯 和实事求是的品质.【学习重点】掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。【学习难点】用图象法处理实验数据。【自主学习导航】测电池电动势和内阻的实验方案有以下三种1.伏安法：由EUIr知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有 、 、 、 、 ，电路图如图所示2安阻法：由
2、EIRIr可知，只要能得到 、 的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材有 、 、 、 ，电路图如图所示3伏阻法：由EUr知，如果能得到 、 的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材是 、 、 、 ，电路图如图所示一、实验步骤(以伏安法为例)(1)电流表用00.6 A量程，电压表用03 V量程，按实验原理图连接好电路(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其阻值最大(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)用同样的方法测量几组I、U值(4)断开开关，整理好器材(5)处理数据，用公式法和作图法这两种方法求出电池的电
3、动势和内阻二、实验数据的处理1求平均值法：由EU1I1r，EU2I2r可解得E，r.可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值2作UI图象法(1)本实验中，为了减少实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据多次测出的U、I值，作UI图象；(2)将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电池电动势E；(3)横轴截距点(路端电压U0)意味着短路情况，它的数值就是短路电流；(4)图线斜率的绝对值即电池的内阻r，即r，如图所示三、注意事项1为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表2实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电
4、池大电流放电时内阻r的明显变化3.当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r|求出【典例精析】一、伏安法测E、r的仪器选择与数据处理例1.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中(1)备有如下器材A干电池1节 B滑动变阻器(020 )C滑动变阻器(01 k) D电压表(03 V)E电流表(00.6 A) F电流表(03 A)G开关、导线若干其中滑动变阻器应选_，电流表应选_(只填器材前的序号)(2)为了最大限度的减小实验误差，
5、请在虚线框中画出该实验最合理的电路图(3)某同学根据实验数据画出的UI图象如图所示，由图象可得电池的电动势为_ V，内电阻为_.二、安阻法(或伏阻法)测E、r的实验原理与数据处理例2.某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E_，r_.【课堂达标检测】1.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图(a)所示，一位同学测得的六组数据如下表所示.组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/V1.371.321.241.181.101.05(
6、1)试根据这些数据在图(b)中作出UI图线 (2)根据图线求出电池的电动势E_ V，电池的内阻r_ .2.在做测量一只蓄电池(电动势约为2.2 V，内阻很小)的电动势和内阻的实验时，备有下列器材供选用：A定值电阻(阻值已知为R11 ，额定功率约5 W)B定值电阻(阻值已知为R210 ，额定功率约10 W)C直流电流表(量程00.6 A3 A，内阻不能忽略)D直流电压表(量程03 V15 V，内阻较大)E滑动变阻器(阻值范围010 )F滑动变阻器(阻值范围01 000 )G电键H导线若干(1)为防止电源短路，用作保护电阻的定值电阻选用_(填“A”或“B”)(2)如图，某同学将选定的器材在实物图上
7、连线完成了实验电路，闭合电键后无论怎样移动滑片P，发现电压表示数约为2.2 V不变，电流表的示数几乎为零，若电路中只有一处故障，则电路故障可能是_Ab、c间断路Ba、b间某点电阻丝断路CP与电阻丝未接通D保护电阻断路(3)排除故障后，某小组讨论发现图中有一条导线连接错误，请在错误导线上画上“”，并画出正确接线(4)改正错误后按正确操作完成实验，根据实验记录，将测量数据描点如图，请在图上作出相应图象则待测蓄电池的电动势E为_V，内阻r为_.(结果均保留三位有效数字) 3现有一特殊电池，它的电动势E约为 9 V，内阻r约为40，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内
8、阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为5 ，R为电阻箱，阻值范围为0999.9 ，R0为定值电阻，对电路起保护作用 (1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验选用哪一种规格的定值电阻最合适()A10 B50 C150 D500 (2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E_ V，内阻r_ .【课后巩固练习】1.（多选）如图所示，是根据某次测定电池的电动势和内阻的实验记录的数据作出的UI图象，下列关于这个图象的说法中正确的是()A
9、纵轴截距表示待测电池的电动势，即E3.0 VB横轴截距表示短路电流，即I00.6 AC根据r，计算出待测电池内阻为5 D根据r|，计算出待测电池内阻为1 2（多选）用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中正确的是()A应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显B应选用内阻较小的电压表和电流表C移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小3某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A被测干电池一节B电流表：量程00.6 A，内阻0.1 C电流表：量程03 A，内阻0.024 D电压表：量程03 V，内阻未知
10、 E电压表：量程015 V，内阻未知F滑动变阻器：010 ，2 A G滑动变阻器：0100 ，1 AH开关、导线若干在伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻(1)在上述器材中请选择适当的器材：_(填写选项前的字母)；(2)在图(a)方框中画出相应的实验电路图； (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图(b)所示的UI图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E_ V，内电阻r_.4小明要测定一电池的电动势E和内电阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若干该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据甲 乙 丙(1)小明设计该实验的原理表达式是_(用E、r、I、R表示)(2)小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至_(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示，则此时电阻箱接入电路的阻值为_ .(3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的R图象，则由图象求得该电池的电动势E_ V，内阻r_ (结果均保留两位有效数字)
