《高中物理 第二章 恒定電流 第13講 實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻課件 新人教版選修31》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第二章 恒定電流 第13講 實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻課件 新人教版選修31（29頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二章恒定電流1.知道測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗原理.2.通過實驗過程，掌握實驗方法，學(xué)會根據(jù)圖象合理外推進行數(shù) 據(jù)處理的方法.3.嘗試分析電池電動勢和內(nèi)阻的測量誤差，了解測量中減小誤差 的方法目標(biāo)定位欄目索引實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻對點檢測 自查自糾實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻一、實驗原理和方法1.伏安法：由EUIr知，只要測出U、I的 數(shù)據(jù)，就可以列出兩個關(guān)于E、r的方程，從而解出E、r，用到的器材有 、 、_ 、 、 ，電路圖如圖1所示.圖1兩組電池開關(guān)滑動變阻器電壓表電流表答案2.安阻法：由EIRIr可知，只要能得到 的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，用到的器

2、材有 、 、 、 ，電路圖如圖2所示.3.伏阻法：由EU 知，如果能得到 的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，用到的器材是 、 、 、 ，電路圖如圖3所示.圖2圖3I、R電池開關(guān)電阻箱電流表U、R電池開關(guān)電阻箱電壓表答案二、實驗步驟(以伏安法為例)1.電流表用00.6 A量程，電壓表用03 V量程，按實驗原理圖連接好電路(如圖1).2.把滑動變阻器的滑片移到一端，使其阻值最 .3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯的示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1).用同樣的方法測量幾組I、U值.4.斷開開關(guān)，整理好器材.5.處理數(shù)據(jù)，用公式法和圖象法這兩種方法求出電池的電動勢和內(nèi)阻.大

3、答案三、實驗數(shù)據(jù)的處理可以利用U、I的值多求幾組E、r的值，算出它們的平均值.2.作圖法：(1)本實驗中，為了減少實驗誤差，一般用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，即根據(jù)多次測出的U、I值，作UI圖象；(2)將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點意味著斷路情況，它的數(shù)值就是_ ；電池電動勢E答案(3)橫軸截距點(路端電壓U0)意味著短路情況，它的數(shù)值就是 ；(4)圖線斜率的絕對值即電池的 ，即r ，如圖4所示. 圖4短路電流內(nèi)阻r答案四、注意事項1.為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表.2.實驗中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池因大電流放電時間過長導(dǎo)致

4、發(fā)生明顯變化.3.當(dāng)干電池的路端電壓變化不很明顯時，作圖象，縱軸單位可取得小一些，且縱軸起點可不從零開始.如圖5所示，此時圖線與縱軸交點仍為電池的電動勢E，但圖線與橫軸交點不再是短路電流，內(nèi)阻要在直線上取較遠的兩點用r 求出.圖5內(nèi)阻r答案五、誤差分析1.偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作UI圖象時描點不準(zhǔn)確.2.系統(tǒng)誤差：主要原因是電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比流過電源的電流偏 一些.U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就越 ，將測量結(jié)果與真實情況在UI坐標(biāo)系中表示出來，可以得到E測 E真，r測 r真.小大答案例例1在“用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中.

5、(1)備有如下器材A.干電池1節(jié)B.滑動變阻器(020 )C.滑動變阻器(01 k)D.電壓表(03 V)E.電流表(00.6 A) F.電流表(03 A)G.開關(guān)、導(dǎo)線若干其中滑動變阻器應(yīng)選_，電流表應(yīng)選_.(只填器材前的序號)解析解析滑動變阻器的最大值一般為待測電阻的幾倍時較好，在該實驗中因干電池內(nèi)阻比較小，故滑動變阻器選擇較小一點的即可，故滑動變阻器應(yīng)選B.(也可以從便于調(diào)節(jié)的角度來分析，應(yīng)該選擇阻值較小的滑動變阻器.)電流表的量程要大于電源允許通過的最大電流，對于干電池來講允許通過的最大電流一般是0.5 A，故需要選擇00.6 A，所以電流表應(yīng)選E.BE解析答案(2)為了最大限度的減小

6、實驗誤差，請在虛線框中畫出該實驗最合理的電路圖.解析解析電路圖如圖所示.答案答案見解析圖解析答案(3)某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的UI圖象如圖6所示，由圖象可得電池的電動勢為_ V，內(nèi)阻為_ .圖61.51解析答案(4)寫出該實驗誤差的原因：_；電動勢的測量值_真實值，內(nèi)阻的測量值_真實值.(填“大于”“等于”或“小于”)解析解析由于電壓表的分流作用，使電流表讀數(shù)總是比干路電流小，造成E測E真，r測r真.電壓表的分流小于小于解析答案例例2某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(R05 )一個，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干，實驗原理圖如圖7(a).(1)在圖(b)的實物圖中

7、，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接.答案答案如圖所示答案圖7(2)請完成下列主要實驗步驟：檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖(c)所示，讀得電阻值是_；將開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49 V；將開關(guān)S2_，電壓表的示數(shù)是1.16 V；斷開開關(guān)S1.解析解析由題圖(c)讀得電阻箱阻值為R20 ；將S1閉合，S2斷開，電壓表示數(shù)為電源電動勢E1.49 V，將S2再閉合，電壓表示數(shù)為電阻箱R兩端電壓.將電壓表視為理想電表，則干路電流I 0.058 A.20 閉合解析答案(3)使用測得的數(shù)據(jù)，計算出干電池的電動勢是_，內(nèi)阻是_ (計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).1.

8、49 V0.69 解析答案方法點撥方法點撥(1)外電路斷路時外電壓等于電動勢，即例2中S2斷開時電壓表示數(shù)為電動勢.(2)不管哪種方法，測電動勢和內(nèi)阻的原理都是閉合電路的歐姆定律.例例3某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖8甲所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R 圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E_，r_.圖8解析解析由歐姆定律有，由此知圖線的斜率為電動勢E，縱軸截距大小為內(nèi)阻r.r1 .2.8 V(2.72.9 V均可)1 返回解析答案總結(jié)提升總結(jié)提升本題依據(jù)的基本公式EIRIr，并給出了R 圖象，體現(xiàn)了物理實驗數(shù)據(jù)的“化曲為直”的思想.首先由EIR

9、Ir變形得出R r，然后分析圖象的截距和斜率的意義，得到結(jié)論.返回 對點檢測 自查自糾1.用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)阻r，所用電路如圖9(a)所示，一位同學(xué)測得的六組數(shù)據(jù)如下表所示.組別123456電流I/A0.120.200.310.320.500.57電壓U/V 1.371.321.241.181.101.05圖9(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖(b)中作出UI圖線.解析解析作圖線時應(yīng)使盡可能多的點落在直線上，個別偏離太遠的點應(yīng)舍去，圖線如圖所示.答案答案見解析圖解析答案(2)根據(jù)圖線求出電池的電動勢E_V，電池的內(nèi)阻r_.1.450.69解析解析由圖線與縱軸的交點可得電動勢E1.45

10、 V，再讀出圖線與橫軸交點的坐標(biāo)(0.65,1.00)，由EUIr得r 0.69 .解析答案2.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計了如圖10所示的電路來測量定值電阻R0的阻值(約為幾歐到十幾歐)及電源的電動勢E和內(nèi)阻r.實驗器材有：待測電源，待測電阻R0，電流表A(量程為0.6 A，內(nèi)阻不計)，電阻箱R(099.9 )，開關(guān)S1和S2，導(dǎo)線若干.圖10(1)先測電阻R0的阻值.請將學(xué)習(xí)小組同學(xué)的操作補充完整；先閉合S1和S2，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)R1和對應(yīng)的電流表示數(shù)I，然后_，使電流表的示數(shù)仍為I，讀出此時電阻箱的示數(shù)R2.則電阻R0的表達式為R0_.解析解析器材中只有電流表而沒有電壓表，無法由伏安法求

11、出電阻，故只能利用電阻箱得出待測電阻的阻值；當(dāng)電路中電流相同時，電阻也應(yīng)相同；因此可以控制電流相等，利用電阻箱的電阻，得出待測電阻的阻值；因此缺少的步驟應(yīng)為：斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)仍為I；而待測電阻等于兩次電阻箱的示數(shù)之差，即：RxR1R2.斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R1R2解析答案(2)同學(xué)們通過上述操作，測得電阻R09.5 ，繼續(xù)測電源的電動勢E和內(nèi)阻r.該小組同學(xué)的做法是：閉合S1，斷開S2，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電流表示數(shù)I，如下表數(shù)據(jù)：組數(shù)12345電阻R/03.06.012.018.0電流I/A0.500.400.330.250.20根據(jù)圖11給定的坐標(biāo)系并結(jié)合以上數(shù)據(jù)描點作圖.圖11解析解析描點連線如圖所示答案答案見解析圖解析答案利用圖象求出該電源的電動勢E_ V，內(nèi)阻r_ (保留兩位有效數(shù)字).解析解析由閉合電路歐姆定律可知：EI(RR0r)結(jié)合圖象可知：E6.0 Vr2.5 6.02.5返回解析答案