实验测定电源电动势和内阻.doc

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1、测量电源的电动势和内阻导学案编写人：李慧班级：姓名：学号：【教学目标】1知识与技能：使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过实际操作中的不断解决问题，开阔思路，激发兴趣。2.过程与方法：学会利用图像处理数据的方法、误差分析。图（1）3.情感态度与价值观：使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。【重点难点】1.重点：测量方案和利用图像处理数据2.难点：如何利用图像得到结论一．考点整理基本概念1．实验目的：

2、①测定电源的电动势和内阻；②掌握用图象法求电动势和内阻．2．实验原理：实验依据定律，实验电路如图（1）所示．数据处理方法如下方法1：取六组对应的U、I数据，数据满足关系式U1=E–I1r、U2=E–I2r、U3=E–I3r……让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A方法2：以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U–I坐标系，在坐标平面内描出各组（I，U）值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线

3、上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴的交点即是（一次函数的纵轴截距），直线的斜率大小即为电池的，即r=．3．实验器材：电池（被测电源）、电压表(0-3V)、电流表(0-0.6A)、滑动变阻器10Ω、开关、导线、、．4．实验步骤：⑴电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图甲连接好电路．4⑵把变阻器的滑片移动到使阻值的一端．⑶闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据（I1、U1）．用同样方法测量几组I、U值．填入表格中．⑷断开开关，拆除电路，整理好器材．5．误差分析：⑴偶然误差：①读数和电表线性不良引起误差．②用图象法求E和r时，由于

4、作图不准确造成的误差．③测量过程中通电时间过或电流过，都会引起E、r变化．⑵系统误差：由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．①如图甲电路：在理论上E=，其中电压表示数U是准确的电源两端电压．而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差（如图乙中虚线段），而且电压表示数越大，IV越大．结论：当电压表示数为零时，IV=0，IA=I短，短路电流测量值=真实值；E测

5、差（如虚线段为UA），而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA=0，电压为准确值，等于E．结论：E为真实值，即E测=E真；I短测r真，r测实际是r和RA的串联值．因干电池内阻r很小，因此选用甲电路7．注意事项⑴为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜，可选用已使用过一段时间的干电池．⑵干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A．因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即．⑶要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要，用方程

6、组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求．⑷在画U–I图线时，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．个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑．这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度．⑸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．不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻．二．思考与练习思维启动41.在用电流表

7、和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中：(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)为了尽可能地减小实验误差，请在上面虚线框中画出该实验最合理的电路图。(3)某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图7－4－7中画出U－I图线，根据图线得到被测电池的电动势E＝__________V，内阻r＝_______

8、_Ω.123456I/A0.100.150.200.250.300.40U/V1