精品新人教版选修31高中物理导学案29实验测定电池的电动势和内阻.docx
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精品新人教版选修31高中物理导学案29实验测定电池的电动势和内阻
实验：
测定电池的电动势和内阻案
一、预习目标
习测量电电动势和内阻的方法,掌握测量的主要步骤。
二、预习内容
一、实验目的
测定电的________________。
图26-1
二、实验原
1、图26-1中，电电动势E、内电阻r，与路端电压U、电流I的关系可写为
E=______________。
（1）
2、图26-2中，电电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为
E=______________。
（2）
3、图26-3中电E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为
E=______________。
（3）
实验原1是本节课的重点。
测出几组U,I值，带入
（1）式得到的方程两两组成方程组，可得到E，r值。
这种方法误差较大。
还可以多测出几组U,I值，然后在U-I坐标平面内描出各组U、I值所对应的点，然后通过这些点画一直线，如图26-4所示，直线与纵轴的的交点的纵坐标就是电池的电动势的大小，直线与横轴的交点的横坐标就是电池的短路电流I=E/r，因此可求的内电阻r=E/I。
三、实验器材
_________、__________、__________、__________、开关、
导线。
三、提出疑惑
同们，通过你的自主习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容
课内探究案
一、习目标
会处实验据的方法，有公式法和图像法。
习重难点：
图像法计算E、r。
二、习过程
实验步骤
1连接电路。
如图26-1所示。
电流表取06A量程，电压表II/A
取3V量程，移动触头位置使连入电路中的有效阻值_______。
图26-4
2测几组（I，U）值。
闭合电键，移动变阻器触头位置，使电流有明显示，记下一组（I，U）值，断开电键。
用同样方法，多次移动变阻器触头位置，记录多组（I，U）值，然后断开电键。
3建立坐标系、描点。
纵轴表示__________,横轴表示__________,取合适的标度，使所描坐标点分布绝大部分坐标纸，必要时纵坐标可以_________________。
4据描出的坐标点作出U-I图像。
应使图象尽量多的通过描出的点，不在图象上的点要尽量对称的分布于图线两侧，误差很大，应坚决舍弃。
5测算电动势和内电阻。
准确读出U-I图线与纵轴和横轴的交点坐标，并带入U=E-Ir中，算出E=?
r=?
【典型例题】
用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图26-5所示，一位同测得六组据如下表中所示。
组别
I（A）
U（V）
1
012
137
2
020
132
3
031
124
4
032
118
5
050
110
6
057
105
（1）试根据这些据在图26-6中作出U-I图线。
（2）根据图线得出电池的电动势E=____V,电池的内电阻r=________Ώ。
（3）若不作出图线，只选用其中两组U和I据，可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，这样做可能得出误差很大的结果，选用第______组和第______组的据，求得E和r误差最大。
（三）反思总结
误差分析是难点
（四）当堂检测
1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
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据处方法，其中既减小偶然误差，又直观、简便的方法是（）
A．测出两组I，U的据，代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可求出E和r
B．多测几组I，U的据，求出几组E，r，最后分别求出其平均值
．测出多组I，U的据，画出U—I图像，再根据图像求E，r
D．多测出几组I，U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100A、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，导线若干。
要求利用这些器材测量一干电池（电动势约15V）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：
课后练习与提高
1用电压表、电流表测定、b两节干电池的电动势E、Eb和内电阻r、rb时，画出的图线如图所示，则（）
A、E>Eb，r>rbB、E>Eb，r、ErbD、E2在图所示的电路中，R1、R2为标准电阻，测定电电动势和内电阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值______真实值，内电阻的测量值______真实值，测量误差产生的原因是______
3在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
①干电池E（电动势约为15V、内电阻大约为10
）
②电压表V（0~15V）
③电流表A（0~06A、内阻01
）
④电流表G（满偏电流3A、内阻Rg=10
）
⑤滑动变阻器R1（0~10
、10A）
⑥滑动变阻器R2（0~100
、1A）
⑦定值电阻R3=990
⑧开关、导线若干
1为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_________（填写字母代号）；
⑵请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号。
（3）上图为某一同根据他设计的实验，绘出的I1—I2图线（I1为电流表G的示，I2为电流表A的示），由图线可求得被测电池的电动势E=_____V，内电阻r=_____
。
4在测定一节干电池（电动势约为15V，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（500，02A）。
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_______________________________________。
5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），提供下列器材：
电压表V（量程3V，内阻1Ω）、电压表V2（量程15V，内阻2Ω）、电阻箱（0～9999Ω）、开关、导线若干。
某同用量程为15V的电压表连接成如图所示的电路，实验步骤如下：
（）合上开关S，将电阻箱R阻值调到R1＝10Ω，读得电压表的读为U1
（2）将电阻箱R阻值调到R2＝20Ω，读得电压表的读为U2，由方程组U1＝ε－U1r/R1、U2＝ε－U2/R2解出ε、r
为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？
6测量电B的电动势E及内阻r（E约为45V，r约为15Ω）。
器材：
量程3V的想电压表，量程05A的电流表（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R′，开关S，导线若干。
1画出实验电路原图。
图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出。
②实验中，当电流表读为I1时，电压表读为U1；当电流表读为I2时，电压表读为U2。
则可以求出E=，r=。
（用I1，I2，U1，U2及R表示）
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