2022年《测定电池的电动势和内阻》学案.docx

名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载第九节测定电池的电动势和内阻学案学习目标：（一）学问与技能 1、明白并把握测定电池的电动势和内阻的原理和试验方法；2、学习用图象法处理试验数据；（二）过程与方法 通过设计电路和挑选仪器,开阔思路,激发爱好；养成规范操作试验并能科学、合理地处理数据的习惯；（三）情感、态度与价值观懂得和把握运用试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,培育观看才能、思维才能和操作才能,提高对物理学习的动机和爱好；学习重点：把握试验原理和方法,学会处理试验数据；学习难点：用图象法处理试验数据；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试验原先就是闭合电路欧姆定律,对于一个给定的电池,电动势和内阻是肯定的,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；依据这个关系式,你可以利用哪些试验器材来测定电源的电动势E 和内电阻 r？画出试验电路图；为3.依据闭合电路欧姆定律,可以写出电源电动势E、内电阻r 与电路电流I 、电路外电阻R 的关系式,；依据这个关系式,你可以利用哪些试验器材来测定电源的电动势E 和内电阻r？画出试验电路图；同步导学：1试验原理：由闭合电路的欧姆定律 IE/（Rr）可得：UE Ir,式中 E、r 为电源电动势和内电阻,在电路中不随外电阻的变化而转变；当外电阻 R 变化时,路端电压 U 及电路中的电流 I 将发生转变；如转变外电阻,求得 n组 U、I 值,即可由公式法或图象法求得 E、r；2试验器材：本试验需要的试验器材有；3试验步骤：（ 1）确定电流表、电压表的量程,依据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 的一端；（ 3）闭合电键,调剂变阻器,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 UI 图,求出 E、 r4留意事项：（ 1）试验电路图：安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联；（ 2）安培表一般选00.6A 档,伏特表一般选03V 档；,每次读完示（3）应选用内阻一些（用过一段时间）的干电池,在本试验中不要把电流调得过数后立刻断电；（4）在画 U-I 图象时,要使较多的点落在这条直线上,或使各点匀称分布在直线的两侧；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；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（5）干电池内阻较小时路端电压优秀学习资料欢迎下载U-I 图线时,纵轴U 的变化也较小,即不会比电动势小许多；这时,在画的刻度可以不从零开头,而是依据测得的数据从某一恰当值开头（横坐标I 必需从零开头） ；但这时图线和横轴的交点不再是电流,不过直线斜率的大小照样仍是电源的；5误差分析：试验中的误差属于系统误差,由于电压表的 作用所以 I真=I 测I V即（ I 真-I 测） ,反映在图线上：当 U=0 时, I V 0 I I 真故 r 真r 测E 真E 测,所用电流表和电压表的内阻分别为0.1 和例 1 在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的试验中1k .下面分别为试验原理图及所需的器件图. . （1）试在右上图中画出连线,将器件按原理图连接成试验电路（2）一位同学记录的 6 组数据见表 .试依据这些数据在下图中画出 U-I 图线 .依据图象读出电池的电动势E= V ,依据图象求出电池内阻 r= .IA 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 UV 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 解析：（ 1）依据实物原理图将实物连接如左下图；（2）依据表格中 U、I 数据,在方格纸 U-I 坐标上找点描迹如右下图,连直线时第四组数据 0.32A,1.18V 标出的点应当舍去不顾,然后将直线延长,交 U 轴于 U1=1.46V （1.441.48 也对）,此即为电源电动势；交 I 轴于 I=0.64A, 留意此时 U2=1.00V, 由闭合电路欧姆定律得 I E U 2 ；测得 r E U 2 1 . 46 1 . 000 . 72r I 0 . 64（0.670.77 也对）；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载例 2 用一只电流表和一只电压表测电池电动势和内电阻的试验电路有如下列图的甲、乙两种,采纳甲图测定 E 和 r 时产生的系统误差主要是由于；采纳乙图测定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 RV 时,应采纳电路；解析：采纳甲图时系统误差主要是由于电压表分流,这时电流表的示数比干路电流小；采纳乙图时系统误差主要是由于电流表分压,这时电压表的示数比路端电压小；当R 远小于 RV 时,应采纳图甲电路例 3 有两只电压表 A 和 B,量程已知,内阻不知等于多少；另有一节干电池,它的内阻不能忽视,但不知等 于多少 .只用这两只电压表、开关和一些连接用的导线,能通过测量运算这节电池的电动势 已知电动势不超出电 压表的量程, 干电池不许拆开 画出你测量时所用的电路图；以测得的量作为已知量,导出运算电动势的式子解析：测量电路如下列图. UAr设电压表的内阻为RA 和 RB,电池的电动势为E,内阻为 r先将电压表A 串联接入电路中,登记其示数UA.依据欧姆定律,有 E=U AUArRA然后 ,将电压表 A、B 同时串联接入电路中,登记两表的示数UA和 UB,同理又有 E=UAURA将r等效为一个未知量,从和式中消去,所以电源电动势为E=UUA UBAR AAU同步检测：一、公共部分： 1.在测定电池的电动势和内电阻的试验中,待测电池、开关和导线协作以下哪些仪器.可以达到测定目的 A. 一只电流表和一只滑动变阻器B.一只电流表和一只电压表C.一只电流表和一只电阻箱 D.一只电压表和一只电阻箱2.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法,其中既减小偶然误差,又直观、简便的方法是（）I,U 的数据,代入方程组E=U 1+I 1r 和 E=U 2+I2r 中,即可求出E 和 r 第 3 页,共 8 页 A测出两组B多测几组I,U 的数据,求出几组E,r,最终分别求出其平均值细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载C测出多组 I,U 的数据,画出 UI 图像,再依据图像求 E,r D多测出几组 I,U 数据,分别求出 I 和 U 的平均值,用电压表测出开路时的路端电压即为电压势 E,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻 r 3.现有器材：量程为 10.0mA 、内阻约 30-40 的电流表一个,定值电阻 R1=150,定值电阻 R2=100,单刀单掷开关 S,导线如干；要求利用这些器材测量一干电池（电动势约 1.5V）的电动势；（1）按要求在实物图上连线；（2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E= ,式中各直接测得量的意义是：. 二、选用部分：（一）基础部分1.用电压表、电流表测定 a、 b 两节干电池的电动势 Ea、Eb和内电阻 ra、rb时,画出的图线如下列图,就 A、.Ea>Eb, ra>rb B、Ea>Eb,ra<rb C、Ea<E b,ra>rb D、Ea<Eb,ra<rb 2.在图所示的电路中,R1、R2为标准电阻,测定电源电动势和内电阻时,假如偶然误差可以忽视不计,就电动势的测量值 _真实值,内电阻的测量值 _真实值,测量误差产生的缘由是 _. 3.在测定一节干电池的电动势和内电阻的试验中,备有以下器材： 干电池 E（电动势约为1.5V 、内电阻大约为1.0） 电压表 V （015V ） 电流表 A （00.6A 、内阻 0.1） 电流表 G（满偏电流 3mA 、内阻 Rg=10） 滑动变阻器 R1（010、10A ） 滑动变阻器 R2（0100、1A ） 定值电阻 R3=990 开关、导线如干 为了便利且能较精确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是_（填写字母代号） ； 请在线框内画出你所设计的试验电路图,并在图中标上所选用器材的符号；3 上图为某一同学依据他设计的试验,绘出的I1I2图线（ I1为电流表G 的示数, I2 为电流表A 的示数）,由图线可求得被测电池的电动势E =_V ,内电阻 r =_；变阻器和电压表各有两个供4.在测定一节干电池电动势约为1.5V,内阻约为2的电动势和内阻的试验中,细心整理归纳 精选学习资料 第 4 页,共 8 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -选： A 电压表量程为15V ,B 电压表量程为优秀学习资料欢迎下载,0.2A ；3V,A 变阻器为 20,3A ,B 变阻器为 500电压表应当选 _ 填 A 或 B ,这是因 _ ；变阻器应当选 _ 填 A 或 B ,这是因 _ ；5将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内,就构成了简洁的“ 水果电池”,其电动势约为 1.5V；可是这种电池并不能点亮手筒上额定电压为 1.5V、额定电流为 0.3A 的小灯泡,缘由是通过小灯泡的电流太小了,经试验测得仍不足 3mA ；现使用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等试验器材,尽量精确地测定“ 水果电池” 的电动势和内阻（ 1）请画出应采纳的电路原理；（ 2）滑动变阻器有两种规格：A（0 10 ）、 B（ 03k ）；试验中应该选用哪种规格的滑动变阻器 .为什么 . （ 3）在试验中依据电压表的示数 U 与电流表的示数 I 的值,经描点、连线得到的 U一 I 图象如下列图； 依据图中所给数据, 得到“ 水果电池”的电动势和内阻分别为E=_V ,r =_ ；（二）提高部分1某同学利用如图（1）所示电路测定电源的电动势和内阻试验中电表内阻对实验结果的影响很小,均可以忽视不计闭合电键 S 后,变阻器的滑片 P 由变阻器的一端滑到另一端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化情形分别如图（2）的 U-I 图象中直线 a、b 所示（ 1）如滑片 P 由变阻器的一端滑到另一端的过程中,电压表 V 的示数始终增大,可知滑动端 P 由_端滑到 _端；（用电路图中的字母表示）（ 2）用画线代表导线,将上面实物图中各元件按图（1）连接成试验电路；（ 3）通过分析可知, 其中图（ 2）中图线 _（填 a 或 b）表示电压表V 示数随电流表A 示数变化关系；（ 4）依据 UI 图象中坐标轴所标出的数据,可以求出电源电动势 图中给出的坐标值表示）E _,内阻 r_（用细心整理归纳 精选学习资料 图 9 （2） 第 5 页,共 8 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -细心整理归纳 精选学习资料 优秀学习资料欢迎下载 第 6 页,共 8 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载2.要求测量由 2 节干电池串联而成的电池组的电动势 E 和内阻 r（约几欧）,供应以下器材：电压表 V（量程3V ,内阻 1k）、电压表 V 2（量程 15V ,内 阻 2k ）、电阻箱（ 09999 ）、开关、导线如干；某同学用量程为 15 V 的电压表连接成如下列图的电路,试验步骤如下：（l ）合上开关 S,将电阻箱 R 阻值调到 R1 10,读得电压表的读数为 U1 （2）将电阻箱 R 阻值调到 R220 ,读得电压表的读数为 U 2,由方程组 U 1U1r/R 1、U 2U 2/R2 解出 、r 为了削减试验误差,上述试验在挑选器材和试验步骤中,应做哪些改进？3.测量电源 B 的电动势 E 及内阻 r（E 约为 4.5V,r 约为 1.5 ）；器材：量程 3V 的抱负电压表 V,量程 0.5A 的电流表 A（具有肯定内阻） ,固定电阻 R=4 ,滑动变阻器 R ,开关 S,导线如干； 画出试验电路原理图；图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出；试验中,当电流表读数为 I 1 时,电压表读数为 U1；当电流表读数为 I2 时,电压表读数为 U2；就可以求出 E= ,r= ；（用I1,I2,U1,U2及 R 表示）第九节测定电池的电动势和内阻参考答案自主学习1、闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电子成反比；2、EUUrR3、EIRIr4、EUIr同步检测一、公共部分：1、CD 2、C 3、（ 1）连图：左图只用 R1接入电路；右图用 R1 和 R2 串联接入电路；（2）I 1 I 2R2 I1是外电阻为 R1 时的电流, I 2 是外电阻为 R1 和 R2串联时的I 1 I 2电流二、选用部分：（一）基础部分1、A 2、等于,大于电流表具有内电阻3、 R1； 电路图如右图所示；1.47（1.461.48 均可）；0.83 0.810.85 均可 4、B,A 电压表的量程过大,误差较大；A ,B 变阻器额定电流过小且调剂不便；5、（1）如右图（ 2）应选 010 的,由于滑动变阻器阻值太大不便调剂；（ 3）1.49；0.50 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载（二）提高部分1、2答案：（1） d,c；（ 2）如图连接；（ 3）a；4EU1I2U2I1;U 的值,由 IU/R 运算出电流的值,然后作出UI 图线,得到、 r；I2I1rU1U2.2II12、应选用量程为3V 的电压表转变电阻箱阻值R,读取如干个3、试验电路原理图如图；I1 U2I2 U1U2U1R 第 8 页,共 8 页 I1I2I1I2细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -