1、10 实验：测定电池的电动势和内阻,第二章 恒定电流,学科素养与目标要求 物理观念：知道测定电池的电动势和内阻的实验原理：闭合电路的欧姆定律. 科学探究：1.根据“伏安法”测电源电动势的原理，会选用实验器材、正确连接电路、规范实验操作. 2.能进行分组、自主、合作探究，并对信息进行数据处理.,科学思维：1.会设计测电源电动势和内阻的“伏安法”、“安阻法”、“伏阻法”的电路图.科学态度与责任：在实验过程中保持很好地交流、合作，准确记录数据，科学认真地进行数据处理.,内容索引,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 明确原理 提炼方法,技能储备,一、测定电池电动势和内
2、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，用到的器材有 、 、 、，电路图如图2所示.,图1,图2,两组,电池,开关,滑动变,阻器,电压表,电流表,I、R,电池,开关,电阻箱,电流表,3.伏阻法：由EU 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.,图3,U、R,电池,开关,电阻箱,电压表,二、实验操作与实
3、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(I1、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，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
4、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_； 横轴截距点(路端电压U0)意味着短路情况，它的数值就是 ；图线斜率的绝对值等于 ，即r ，如图4所示.,电池电动,势E,电池的内阻r,图4,3.注意事项 (1)为使电池的路端电压有明显变化，应选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，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出现明显变化. (3)若干电池的路端电压变化不很明显，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
5、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r 求出.,图5,题型演练,例1 (2018山东潍坊市高一下期末)用如图6所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻.除开关和导线外，可供使用的实验器材还有：,一、伏安法测电动势和内阻,图6,电流表(量程00.6 A,03 A) 电压表(量程03 V,015 V) 滑动变阻器R1(阻值范围020 ，额定电流2 A) 滑动变阻器R2(阻值范围0100 ，额定电流1 A),答案,(1)为提高测量精度，电流表应选用的量程是 A，电压表应选用的量程是 V；为多测量几组数据，滑动变阻器应选用 (填写滑动变阻器符号)； (2)实验开始前，滑动变阻器的滑动
6、触头P应移到 端(选填“a”或“b”)；,00.6,03,R1,a,(3)改变滑动变阻器R的阻值，测出6组U和I的值如下表所示.其中5组数据的对应点已经标在图7的坐标纸上，请在坐标纸上标出第二组数据的对应点，并画出UI图线.,图7,答案,答案 如图所示,(4)由图象求得电池的电动势E V，内阻r (保留到小数点后两位),1.45,0.84(0.830.85均可),答案,1.伏阻法 (1)电路图：如图8所示,二、伏阻法和安阻法测电动势和内电阻,(3)数据处理,图8,图9,2.安阻法 (1)电路图：如图10所示. (2)实验原理：EIRIr. (3)数据处理,图象法：由EI(Rr)得：,图10 图
7、11,例2 有一特殊电池，它的电动势约为 9 V，内阻约为40 ，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图12甲所示电路进行实验，图中电流表的内阻RA5 ，R为电阻箱，阻值范围0999.9 ，R0为定值电阻，对电源起保护作用.,图12,(1)本实验中的R0应选 (填字母). A.10 B.50 C.150 D.500 ,解析,答案,解析 当电阻箱接入电路的阻值为零时，电路中的电流不能超过50 mA，即电路中电阻的最小值约为180 ，除去电源内阻约为40 、电流表的内阻RA5 ，故C选项最为合适.,(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整
8、电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势E V，内阻r .,10,45,解析 由U外EIr得I(R0RRA)EIr，,结合题图可得E10 V，r45 .,答案,解析,达标检测,1.(2018山东济南市高一下期末)测定电源的电动势和内电阻的实验电路和UI图象如图13所示，请回答下列问题： (1)在闭合开关之前为防止电表过载，滑动变阻器的滑动触头P应移至_ (选填“a”或“b”)处. (2)由此可知这个干电池的电动势E V，内电阻r .,1,2,3,图13,答案,a,1.5,1,2.(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，
9、所用滑动变阻器的阻值范围为020 ，连接电路的实物图如图14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,图14,答案,解析,1,2,3,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金属杆一端，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，题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，故选A、B、D.,1,2,3,3.如图15a是“测定电池的电动势和内阻”的实验电路，如果采用一节新干电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的
10、范围内调节时，电压表读数变化很小，为了较精确地测量一节新干电池的内阻，加接一定值电阻，实验电路原理图如图b.可用以下给定的器材和一些导线来完成实验，器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R0(R01.5 )，滑动变阻器R1(010 )，滑动变阻器R2(0200 )，开关S.,1,2,3,图15,1,2,3,(1)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”). (2)用笔画线代替导线在图c中完成实物 连接图.,R1,答案 如图所示,答案,1,2,3,答案,(3)实验中改变滑动变阻器的阻值，测出几组电流表和电压表的读数，在给出的UI坐标系中画出UI图线如图d所示，则新干电池的内阻r .(保留两位有效数字),0.29(0.280.30均可),1,2,3,
