1、10 实验：测定电池的电动势和内阻,第二章 恒定电流,课时要求 1.知道伏安法测定电池电动势、内电阻的原理和电路图. 2.会用伏安法测定电池的电动势和内电阻. 3.会利用UI图象求出电池的电动势和内电阻.,内容索引,技能储备 明确原理 提炼方法,题型演练 学以致用 实训演练,达标检测 检测评价 达标过关,技能储备,一、测定电池电动势和内阻的实验方案设计 1.伏安法：由EUIr知，只要测出U、I的 数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有 、 、 、 ，电路图如图1所示. 2.安阻法：由EIRIr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
2、到的器材有 、 、 、 ，电路图如图2所示.,两组,电池,开关,图1,滑动变阻器,电压表,电流表,开关,I、R,电池,开关,电阻箱,电流表,图2,3.伏阻法：由EU 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3所示.,U、R,电池,电阻箱,图3,开关,电压表,二、实验操作与实验数据的处理 1.实验步骤(以伏安法为例) (1)电流表用00.6 A量程，电压表用03 V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，使其接入电路中的阻值最大. (3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I
3、1、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，可用公式法和图象法这两种方法求出电池的电动势和内阻.,2.实验数据的处理 (1)公式法 依次记录的多组数据(一般6组)如下表所示：,分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值作为测量结果.,(2)图象法 根据多次测出的U、I值，作UI图象； 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；,图4,图线斜率的绝对值等于电池的内阻r，,横轴截距点(路端电压U0)意味着短路情况，,3.注意事项 (1)为使电池的路端电压有明显变化，应选
4、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5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用 求出.,图5,题型演练,图6,例1 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差. (1)应该选择的实验电路是图6中 的_(填“甲”或“乙”).,一、实验仪器、实验电路的选择与实物连线,甲,解析 如果用乙电路，误差来
5、源于电流 表的分压，测量时将电流表内阻当成电源内阻的一部分，而电流表内阻与电源内阻很接近，故电源内阻测量误差大，用甲电路，误差来源于电压表的分流，因为电压表的内阻远大于滑动变阻器的电阻，故电压表分流很小.测量引起的误差小，故选择甲电路图.,答案,解析,(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材： A.电压表(015 V) B.电压表(03 V) C.滑动变阻器(020 ) D.滑动变阻器(0500 ) 实验中电压表应选用_；滑动变阻器应选用_.(选填相应器材前的字母),B,解析 电池电动势为1.5 V，因此选择量程为3 V的电压表，故选B； 为使电路中的电流能大范围调节，需
6、选用全阻值小的滑动变阻器，故选C.,答案,解析,C,(3)按照你选择的电路和器材，把图7中剩余的实物电路连接起来.,答案,解析,图7,答案 见解析图,解析 电路连接如图.,选择仪器时注意掌握的原则 1.安全性原则，即一定要保证仪器的安全，对电表来讲不超量程，对滑动变阻器来讲不能超过其额定电流. 2.精确性原则，即要保证测量时读数精确，对电表来讲在不超量程的前提下，尽量选用小量程的，对欧姆表来讲尽量让指针指在中值刻度附近. 3.方便性原则，此原则主要针对滑动变阻器来讲，在滑动变阻器控制电路时，电路的电压、电流的变化范围要尽可能大，以便获取多组测量值.,例2 (2017杭州二中期中)在“用电流表和
7、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(020 )；C.滑动变阻器(01 k)；D.电压表(03 V)；E.电流表(00.6 A)；F.电流表(03 A)；G.开关、导线若干.其中滑动变阻器应选_，电流表应选_.(选填相应器材前的字母),二、实验数据的处理,B,答案,E,解析 由于干电池的电动势只有1.5 V，为了方便调节，滑动变阻器应选B，从测量的数据可以看出电流最大只有0.4 A，电流表应选E.,解析,(2)为了最大限度地减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图.,答案 见解析图,答案,解析 电路图如图甲所示,解析,甲,(3
8、)某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图8中画出UI图线，根据图线得到被测电池的电动势E_ V， 内电阻r_ .,1.45(1.441.46均可),答案,解析,1.3(1.21.4均可),图8,解析 作出的UI图线如图乙所示，可以看出图线在U轴上的截距为1.45 V，即电源的电动势为1.45 V.图线斜率的绝对值为：,乙,达标检测,1.(实物连线)(多选)某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为020 ，连接电路的实物图如图9所示.图中接线错误或不妥的是 A.滑动变阻器不起变阻作用 B.电流表接线有错 C.电压表量程选用不当 D.电压表接线不妥,答
9、案,解析,图9,1,2,解析 变阻器要起到变阻作用，接入电路的两根导线一条接在上面的接线柱上，另一条接在下面的接线柱上； 电表接入电路，选好量程后，还应注意正、负接线柱，图中电流表接法不对； 在实验中电压表不应并联在电源两端，因为开关断开后，电压表仍有读数.,1,2,2.(数据处理)(2017嘉兴市高二上期末)在“测定电源电动势和内阻”的实验中，采用的电路图如图10甲所示：,图10,1,2,(1)实验测得数据如下表，其中第5次电压表测量数据如图乙所示，请将其读数填入空格中.,答案,解析,1.50,解析 由表中数据可知，电压表应采用3 V量程，则可知，电压表示数为1.50 V；,1,2,(2)根据表中数据在图丙的坐标纸中描点绘出UI图象，并根据图象求出电源电动势E_V，内阻r_ (结果保留三位有效数字).,答案,答案 见解析图,解析 根据表中数据利用描点法可得出对应的图象如图所示； 根据闭合电路欧姆定律可知，图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，故E2.80 V，图象的斜率的绝对值表示电源的内电阻，则,解析,2.80,1.83,1,2,
