2.10实验：测电池的电动势和内阻

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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E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于

2、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E＝IR＋Ir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E＝U＋r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0～0.6A量程，电压表用0～3V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

3、，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动势和内阻．二、实验数据的处理1．求平均值法：由E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r可解得6E＝，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U－I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U－I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

4、)横轴截距点(路端电压U＝0)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

5、用r＝

6、

7、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(0～20Ω)C．滑动变阻器(0～1kΩ)D．电压表(0～3V)E．电流表(0～0.6A)F．电流表(0～3A)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，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．6(3)某同学根据实验数据画出的U－I图象如图所示，由

8、图象可得电池的电动势为____________V，内电阻为____________Ω.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

9、.500.57电压U/V1.371.321.241.181.101.05(1)试根据这些数据在图(b)中作出U—I图线．　6(2)根据图线求出电池的电动势E＝________V，电池的内阻r＝________Ω.2.在做测量一只蓄电池(电动势约为2.2V，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R1＝1Ω，额定功率约5W)B．定值电阻(阻值已知为R2＝10Ω，额定功率约10W)C．直流电流表(量程0～0.6A～3A，内阻不能忽略)D．直流电压表(量程0～3V～15V，内阻较大

10、)E．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω)F．滑动变阻器(阻值范围0～1000Ω)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2.2V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_____