高中物理 2.10《测定电池的电动势和内阻》导学案 新人教版选修31.doc

2.10 测定电池的电动势和内阻导学案【学习目标】测电源的电动势和内阻。【重点难点】用电压表和电流表测电源的电动势和内阻；作图处理实验数据。【学法指导】认真观察实验，掌握用电压表和电流表测电源电动势和内阻的原理和方法，体会作图处理实验数据的方法和优点【知识链接】闭合电路欧姆定律的内容是什么？路端电压u和干路电流i的关系式以及图象是什么？【学习过程】1实验原理（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。如图1所示：测出两组u、i值，就能算出电动势和内阻。原理公式：e=u+ir。（2）用电流表、电阻箱测量。如图2所示：测出两组i、r值，就能算出电动势和内阻。原理公式：e= i（rr）。图2图3图 1（3）用电压表、电阻箱测量。如图3所示：测出两组u、r值，就能算出电动势和内阻。原理公式：。下面以图1所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。2实验器材电池（待测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线，坐标纸。3主要实验步骤（1）按照图1把器材连接好。（2）把滑动变阻器滑片移到电阻 最大 （填“最大”或“最小”）的一端。（3）闭合电键，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组 i 、u 、值。（4）断开电键，整理好器材。（5）数据处理：在坐标纸上作 ui 图线，求出e、r。u（v）i（a）4注意事项：关于图象法处理数据将多组u、i数据描在坐标纸上，利用图线求解电动势和内阻。纵轴是路端电压，横轴是干路电流，u=e-ir，图线是倾斜向下的直线。电阻的伏安特性曲线中，u与i成正比，前提是r保持一定，而这里的u-i图线中，e、r不变，外电阻r改变，正是r的变化，才有i和u的变化。实验中至少得到5组以上数据，画在坐标纸上拟合出一条直线。要使多数点落在直线上，且分布在直线两侧的点个数大致相等。将图线延长，纵轴截距意味着断路情况，它的数值等于电动势e。横轴截距（路端电压u=0）意味着短路情况，它的数值等于短路电流。【特别提醒】两个截距点均无法用实验直接测到，是利用得到的图线向两侧延长得到的。由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，纵轴的坐标一般不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。【训练测试】1.在测定电池的电动势和内电阻的实验中，除需用导线和开关外，下述各组器材可完成实验的是()(1)伏特表和安培表(2)安培表和电阻箱(3)安培表和变阻器(4)伏特表和电阻箱(5)伏特表和变阻器(6)伏特表、安培表和变阻器2可用理想电压表、理想电流表、变阻器r以及电键k和导线等器材来测量某一电源e的电动势和内阻下面给出了四个电路图，图中、代表电源的正、负极和电表的正负接线柱正确的电路图是()3在测定电动势和内电阻的实验中，有几个学生接成了如下图所示甲、乙、丙、丁四种电路，当闭合k，滑动头p左右移动时，(伏特表、安培表视为理想)()(1)会出现安培表示数可变，伏特表示数始终为零情况的是电路图_；(2)会出现安培表示数为零，伏特表示数不变的是电路图_；(3)会使安培表烧坏的是电路图_；(4)会使安培表示数不变，伏特表示数可变的是电路图_4图中，r为已知电阻，rx为待测电阻，k1为单刀单掷开关，k2为单刀双掷开关，v为电压表(内阻极大)，e为电源(内阻不可忽略)现用图中电路测量电源电动势e及电阻rx.(1)写出操作步骤(2)由r及测得的量，可得e_，rx_.5测量“水果电池”的电动势和内电阻：将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约1.5v，可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5v，额定电流为0.3a的手电筒上的小灯泡原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3ma.现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”的电动势和内电阻(1)若给出的滑动变阻器有两种规格：a(030)b(030k)本实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器？答：_.(2)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ui图象，如图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势的内电阻分别为e_v；r_.【参考答案】1.答案：(2)、(4)、(6)解析：由闭合电路欧姆定律的公式：euiri(rr)ur可得出测量e，r的几种基本方法：改变r，测量两组u、i值，联立解得；已知不同的r值，分别测出电流i，联立解得；已知不同的r值，分别测出电压u，联立解得2答案：b解析：本题考查的是电路中仪器的基本知识和基本能力要求电源的正极应与电压表和电流表正极相连，并且电压表在电路中应当并联，电流表在电路中应串联3答案： (1)丁 (2)乙 (3)甲 (4)丙4答案：(1)k1断开，k2接到a端，记下电压表的读数u1；k2仍接到a端，闭合k1，记下电压表的读数u2；k1仍闭合，k2接到b端，记下电压表的读数u3.(2)u1；r5答案：(1)