8.1测电动势内阻1 打印.doc

高二物理学案 制作人：陈永俊 备课组长：陈军 年级主任：7.3 测电源的电动势、内阻教学目标：掌握伏安法测电源电动势和内阻的方法、培养动手实验的能力、培养数据处理的能力教学重点：伏安法测电源电动势和内阻教学难点：数据处理的能力及原理理解一、实验目的：测定普通干电池的电动势和内电阻。二、实验原理画出实验电路图：根据闭合电路欧姆定律，那只需通过改变外电阻，测出两组和值我们就可求出和，比如： ， 自己联立求解计算出和： 。三、实验器材待测电池，电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10），电键，导线。四、实验步骤1电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。4打开电键，整理好器材。5处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。五、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。2干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。4在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。5干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻,这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。六、数据处理改变滑动变阻器的滑片位置，观察电压表和电流表的示数，将对应的和值填入表格中。组数1234561.371.321.241.181.101.050.120.200.310.320.500.57（1）公式法：分别利用上表中的14、25、36组数据计算出和，我们利用多测几组求平均值来减小测量误差。，；， ；， 因此得： I/AU/V（2）图像法：根据实验数据在下列坐标纸中选取适当的坐标轴，并描点拟合成一条直线，得到和值。规范作图：描点连线一定要用铅笔，连直线一定要用直尺，连成曲线要平滑，不能成折线。利用图像法求得电动势和内阻分别是 、 。七、误差分析用电压表和电流表测电源的电动势和内阻的实验中，原理设计图一般有以下两种：AVE rAVE rRR图1图2分析两种设计的系统误差：预习1、用电流表和电压表测干电池的电动势和内电阻：（1）在下面方框中完成所需电路。（2）右图所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线。由图可知：图线与电压U轴的交点表示 ；电源的内电阻 电源的内电阻（填“大于、小于或等于”）。（3）图中两直线 、的交点表示两个电路中 相等。OI/AU/V预习2、在测定电源电动势和内阻的实验中某同学所用电路图如图（1）和测得的数据如下：次数123456U/V1.421.361.081.211.141.07I/A0.040.080.120.160.200.24图（1）0.200 1.00U/VI/A1.50图（2）（1）实验误差分系统误差和偶然误差两种。该实验的系统误差主要是由_ _引起的。用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的_误差。（2）在图（2）给出的UI坐标系中用给出的数据画出UI图线（横、纵坐标的起点已经规定好），从图象中可以发现该同学记录的第_组数据有误。（3）求得电动势E=_V，内阻r =_（均保留2位有效数字）。7.3 测电源的电动势、内阻（练习）教学目标：熟练掌握测量电源电动势和内阻的原理及方法教学重点：实验的基本能力与技巧教学难点：实验原理的理解及应用例1、测量电源的电动势E及内阻r（E约为6V，r约为1.5）。器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=8.5，滑线变阻器R(010)，开关S，导线若干。画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。用笔画线代替导线完成实物连接图。变式1、将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“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，原因是通过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA。现使用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材，尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内阻请画出应采用的电路原理图。滑动变阻器有两种规格：A（010）、B（03k）。实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器?为什么?答： 。在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到的U一I图象如图所示。根据图中所给数据，得到“水果电池”的电动势和内阻分别为E=_V，r=_。1.01.11.21.31.41.50.10.20.30.40.50.60.7I/A0U/V丙变式2、含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极。为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U-I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示。请你作进一步处理，作出图线，并由图线求出等效电源的电动势E= V，内阻r= 。abVA乙ab甲由于电压表和电流表的内阻，会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比 ，测得的内阻与实际值相比 （填“偏大”、“偏小”和“相同”）。A1R0A2A2R0A1（a）（b）甲例2、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：A待测的干电池（电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0 ）B电流表A1（量程03 mA，内阻Rg110）C电流表A2（量程00.6 A，内阻Rg20.1）D滑动变阻器R1（020，10 A） E滑动变阻器R2（0200，l A）F定值电阻R0（990） 1.2 1.0I2/A00.2 1.3 1.4 1.5I1/mA乙 1.10.10.30.40.5G开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是_图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选_（填写器材前的字母代号）。（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），则由图线可得被测电池的电动势E_V，内阻r_。（3）若将图线的纵坐标改为_，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。ErR0RAV1V2P(a)变式3、两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r。调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据并根据数据描绘了如图（b）所示的两条UI直线回答下列问题：（1）根据甲乙两同学描绘的直线，可知（ ）A甲同学是