测定电池的电动势和内阻导学案

§2.10《实验：测定电池的电动势和内阻》导学案 学习目标 1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。 2、学习用图象法处理实验数据。 重点和难点 教学重点：教学重点：掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。 教学难点：教学难点：用图象法处理实验数据。 ※实验原理实验原理 1.闭合电路欧姆定律： 2.画出实验原理图。 ※实验步骤实验步骤 1：按原理图连接实物 2、把变阻器的滑片移 3、 闭合电键,调节变阻 图 到一端使电阻值最大 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 ※实验数据处理实验数据处理 （1）公式法 用电压表、电流表和一个可变电阻测定电池的电动势和内阻时， 用两组 I 和 U 的数据，代入公式 E＝U＋Ir，解方程组就可以算出电池的电动势 E 和内阻 r。 （2）图象法 总结： U ※实实 E 验误差分析验误差分析 A R 图象法 V若采用如图24所示电路，对待测电源 S 而言， O 电流表处于外接状态，此时电 I0 I 压表的测量值就是电源两端的电 图 27 U图 24 压，但电流表的测量值并不是通 EA＇ 过电源的电流，由于电压表的分流作用，电流表示数I 测小于 IV1 E A IV2 流经电池的电流I 真， 且有I测＝I真－IV。 设电压表的内阻为RV， U1 真 测 U 则I V ，所以路端电压U越大，IV越大；U趋于零时，IV R V U2 I1I2 图 31 B I 也趋于零。据此，可得到如图31所示的两条图线，其中实线AB 为按实际测量值描绘得到的图线，虚线A＇B为去除了误差因素 下的真实图线，由图线可以看出E和r的测量值都小于真实值，即 A V 图 30 E 测＜E真，r测＜r真。 若采用如图30所示电路，对待测电源而言，电流表处于内接状态，此时电流表的 测量值就是流经电源的电流，但电压表的测量值并不是电源两端的电压，由于电 流表的分压作用，电压表示数U 测小于路端电压U真，且有U测＝U真－UA。设电流表 的内阻为RA，则UA＝IRA，所以电流I越大，UA越大；I趋于零 U 时，UA也趋于零。据此，可得到如图32所示的两条图线，其中 E UA1 实线为按实际测量值描绘得到的图线，虚线为去除了误差因素 下的真实图线，由图线可以看出E的测量值等于真实值，但r的 U1 UA2 测量值大于真实值，即E 测＝E真，r测＞r真。 U2 ※当堂练习： I1I2I 测 I 真 I 用图 2.9-6 的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的 内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0。 除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有： ??? A．电流表（量程 0.6 A、3A） ??? B．电压表（量程 3V、15V） ??? C．定值电阻（阻值 1Ω 、额定功率 5W） ??? D．定值电阻（阻值 10Ω 、额定功率 10W） ??? E．滑动变阻器（组织范围 0~10Ω 、额定电流 2A） ??? F．滑动变阻器（组织范围 0~200Ω 、额定电流 1A） （1） 电流表， 电压表各选哪个？（2） 定值电阻选用哪个?滑动变阻器选用哪个？ 图 32 《实验：测定电池的电动势和内阻》课后检测题 一：选择题 1.在测定电源电动势和内阻的实验中， 为使实验效果明显且不会损害仪器，应选 择下列电源中（） A.内阻较大的普通干电池 B.内阻较小的普通蓄电池 C.小型交流发电机 D.小型直流发电机 2.下面给出多种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,又直观、简便的是（） A.测出两组 I、U 的数据，代入方程组 E=U 1+I1r 和 E=U2+I2r，求出 E 和 r B.多测几组 I、U 的数据，求出几组 E 和 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 和 r D.多测出几组 I、U 的数据，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 r 3.用图象法计算电动势和内阻时， 先要描点， 就是在 U-I 坐标系中描出与每组 I、 U 值对应的点，以下说法正确的是（） A.这些点应当准确地分布在一条直线上，即 U-I 图线应通过每个点 B.这些点应当基本在一条直线上， 由于偶然误差不能避免，所以 U-I 图线不可能 通过每一个点 C.画 U-I 图线应当使它通过尽可能多的描出的点 D.不在 U-I 图线上的点应大致均衡地分布在图线的两侧 E.个别偏离直线太远的点，应当舍去 4.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，以下说法正 确的是（） A.在左图所示电路中，E 测E真 B.在左图所示电路中，r 测r真 C.在右图所示电路中，E 测E真 D.在右图所示电路中，r 测r真 5.如图所示是根据某次实验记录的数据画出的 U—I 图线，关于此图线，下列的 说法中正确的是：（） A、纵轴的截距表示电源的电动势，即 E＝3.0V B、横轴的截距表示电源的短路电流，即 I 短＝0.6A C、电源的内阻 r＝5Ω D、电源的内阻 r＝1.0Ω 6.在测定电池的电动势和内电阻的实验中，待测电 池、开关和导线，配合下列哪组仪器，可以达到实验目的（） A.一只电流表和一个电阻箱 B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器 C.一只电压表和一个电阻箱 D.一只电流表和一个滑动变阻器 二：填空题 7.如图所示为根据实验数据画出的路端电压 U 随电流 I 变化的图，由图线可知， 该电池的电动势 E= V，电池的内电阻 r=。 8. 在测定一节干电池(电动势约为 1.5V，内阻约为 2)的 电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选： A 电压表量程为 15V，B 电压表量程为 3V，A 变阻器为 (20，3A)，B 变阻器为(500，0.2A)。 电压表应该选_______(填 A 或 B)，这是因________________________； 变阻器应该选_______(填 A 或 B)，这是因________________________。 9.用一只电流表和一只电压表测电池电动势和内电阻的实验电路有如图所示的 甲、乙两种，采用甲图测定 E 和 r 时产生的系统误差主要是由于；采用 乙图测定E和r时产生的系统误差主要是由于， 为了减小上述系统误差， 当 R 远小于 R V 时，应采用电路。 10.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压 表的内阻分别为 0.1Ω 和 1kΩ .下面分别为实验原理图及所需的器件图. （1）.试在上图中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路. （2）一位同学记录的 6 组数据见表.试根据这些数据在下图中画出 U-I 图线.根 据图象读出电池的电动势 E=?????? V，根据图象求出电池内阻 r=???????? Ω . I(A) U(V) 0.12 1.37 0.20 1.32 0.31 1.24 0