测定电池的电动势和内阻学案.doc

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1、学案装订线内不要答题第九节测定电池的电动势和内阻【学习目标】1、理解闭合电路欧姆定律内容2、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。3、学习用图象法处理实验数据。【重点、难点】教学重点：利用图线处理数据教学难点：如何利用图线得到结论以及实验误差的分析【自主学习】1.闭合电路欧姆定律的内容2.测定电源的电动势和内阻的实验原来就是闭合电路欧姆定律，对于一个给定的电池，电动势和内阻是一定的，由闭合电路欧姆定律可以写出电源电动势E、内电阻r与路端电压U、电流I的关系式，为。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电

2、源的电动势E和内电阻r？提示：由前面的闭合电路欧姆定律I=E/（r+R）可知E=I（R＋r），或E=U＋Ir，只需测出几组相应的数值便可得到，可以采用以下的电路图：）这几种方法均可测量，今天我们这节课选择用测量的这一种。即用伏安法测电源电动势和内阻【进行新课】提出问题：选用电路图时，还可将接在外面，原则上也是可以的，那么我们在做实验时是否两个都可以，还是哪一个更好？为什么？选用哪种方式，要根据实际测量的需要确定，现在要想测出电源的内阻，如果采用图2方式，最后得到的结果相当于电源内阻与电流表内阻的总和，而两者电阻相差又不太

3、多，这样一来误差就会比较大，所以应采用图1的电路图。1.实验原理：闭合电路欧姆定律E=U＋Ir2.实验器材：电流表0～0.6A量程，电压表0～3V量程。滑动变阻器0～50Ω。开关一个，导线若干。3．实验步骤：（1）确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好。（2）把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组I、U值。（4）断开电键，整理好器材。（5）数据处理：在坐标纸上作U－I图，求出E、r4.数据处理：原则上，利用两

4、组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们可以多测几组求平均，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。思考：图线的纵坐标是，它反映的是：当电流I增大时，路端电压U将随之，U与I成线性关系，U=E—Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。实验中至少得到5组数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。讨论：将图线延长，与横纵轴的交点各代表什么情况？用伏安法测电源电动势和内电阻时应注意：（1

5、）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值什么位置处？。（2）使用内阻较大一些的旧电池.在实验中不要将电流调得太大，一般小于0.5A。每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化。（3）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些（4）安培表一般选0－0.6A档，伏特表一般选0－3V档。（5）在画U-I图象时，要使较多的点落在这条直线上，或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可以使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。（6）干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小

6、很多。这时，在画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值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，不过直线斜率的大小照样还是电源的内电阻。5.误差分析：实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，得到的数值是偏大还是偏小？（提示：利用图线及合理的推理）（提示：因为电压表的分流作用，所以I真=I测＋Iv，而I真=U/RV,随U增加,Iv↑即（I真—I测）↑，,反映在图线上：当U=0时，Iv→0I→I真故r真＞r测E真＞E测）例1在用电流表和电压表测电池的电动势和内电

7、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）.试在下图中画出连线,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)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05解析：（1）按照实物原理图将实物连接如图。（2）根据表格中U、I数据，在方格纸U-I坐标上找点描迹如

8、图，连直线时第四组数据(0.32A,1.18V)标出的点应该舍去不顾，然后将直线延长，交U轴于U1=1.46V（1.44～1.48也对），此即为电源电动势；交I轴于I=0.64A，注意此时U2=1.00V，由闭合电路欧姆定律得。测得（0.67～0.77也对）。解答：解答如图.E=1.46±0.02V，r=0.72±0