导学案实验测定电池的电动势和内电阻

1、实验：测定电池的电动势和内电阻学习目标1、通过复习理解闭合电路欧姆定律内容2、通过讨论理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内 阻的探究过程。3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。4、通过交流使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路 和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。学习重点、难点重点利用图线处理数据难点如何利用图线得到结论以及实验误差的分析学法指导理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神， 培养学生观察能力、 思维能力和操作能力， 提高学 生对物理学习的动机和兴趣。课前预习一、实验原理和方

2、法1. 画出用电压表、电流表加上滑动变阻器来测定电源的电动势和内阻的电路图.2画出用电流表、电阻箱测定电源的电动势和内阻的电路图.3画出用电压表、电阻箱测定电源电动势和内阻的电路图.二、数据处理1计算法：取两组实验中获得的数据，列方程：E= U+ I ir, = U2+ I2r，解得：E=, r =.为了减小误差，多取几组数据，分别列若干组 联立方程，求若干组 E和r,最后以电动势的 和内电阻的 作为实验结果.2图象法：若采用第一种实验电路，在坐标纸上以 为横坐标、为纵坐标建立直角坐标系，根据实验测得的几组数据在坐标系中描点作图预习评价1. 在“用伏安法测电池的电动势与内阻”的实验中，下列注意

3、事项中错误的是（）A. 应选用旧的干电池作为被测电源，使电压表示数的变化比较明显B. 应选用内阻较小的电压表和电流表C. 移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D. 根据实验记录的数据作 U- I图线时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上 的点大致均匀分布在直线两侧2. 如图5所示为闭合回路中两个不同电源的U I图象，下列判断正确的是（）图5A. 电动势E =已，发生短路时的电流I 1> I 2B. 电动势E1 = E2，内阻r1>“C. 电动势E1 =曰，内阻rK2D. 当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大tw图63. 如图6所示是

4、根据某次实验记录数据画出的U I图象，下列关于这个图象的说法中正确 的是（）A. 纵轴截距表示待测电源的电动势B. 横轴截距表示短路电流C. 根据=二，计算出待测电源内电阻为12 QI短D. 电流为0.3 A时的外电阻是18 Q4. 在测定电池的电动势和内电阻实验的实物连接图中（如图7 所示），电流表和电压表的正接线柱都尚未连接，为了做这个实验，应该把（）A. 电流表的正接线柱与 c点相连B. 电流表的正接线柱与 b点相连C. 电压表的正接线柱与 a点相连D. 电压表的正接线柱与 c点相连【课程导学】一、实验原理和方法问题情境电池已成为人类生活的亲密伙伴， 生活中处处需要电池，新旧电池的主要不

5、同是内阻不同. 从 前面的学习可知伏安法可以测电阻， 用欧姆表也可以直接测电阻. 而电源的内阻在里面， 那 又应该怎样测量呢？1 .三种测量方案，其原理均遵从什么定律？2. 第二、三种方案中的可变电阻与第一种方案中的相同吗？ 要点提炼1 .根据具体的实验条件，有下列三种测量电路，如图1（1）、（2）、（3）所示分别写出对应的物理关系式:（填“新”或“旧”）2.水果电池不太稳定， 也可改为测量干电池的电动势和内阻, 干电池的内阻较大，容易测量.问题延伸恰当选择实验器材，照电路图连好实验器材，使开关处于状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值 的一端.二、数据处理问题情境我们都有这样的体会：手电

6、筒内的电池用久了，灯泡的亮度会下降；收音机、录音机内的电 池用久了，声音会变小，这是什么原因呢？1用两组I和U的数据，解方程组就可以算出电池的电动势E和内阻r.这样做虽然简单,但有什么缺点？2描点作图时，为便于研究问题，画出的图象是直线好，还是曲线好?要点提炼1数据处理的方法可用以下两个方法， 法和法.2用图象法处理实验数据时，建立合适的坐标系，使画出的图象尽量是直线，如图象.问题延伸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图象 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）.此时图线和横轴的交点不再是 ，但纵轴

7、的截距仍然是电池的 ,直线斜率的绝对值|罟|照样还是电池的 .【范例精析】例1在测干电池的电动势和内电阻的实验中，图有甲、乙两个可供选择的电路,解析本实验中，电压表应测路端电压U,电流表应测通过电源的电流I，根据U=E-Ir，来确定电动势E和内阻r，甲、乙两个电路都存在系统误差，对甲电路，电流表读出的不是通过应选用甲电U-I图电源的电流I，而通过电源电流I和电压表上电流Iv=U 之和，即U=E- （1+ 丄） r，即RvRv误差来自电压的分流。对乙电路，电压表读出的不是路端电压U,而是路端电压 U和电流表两端电压Ua=IRa之和，即U+IRA=E-lr，即误差来自电流表的分压，由电源的内阻一般

8、都较小，电压表的分流作用影响较小，故采用甲电路。给出的图象是电源的外特性曲线，将给出图线向两方延长和线斜率的绝对值为内阻。答案：甲，电流表，大，1.5V ,例2某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时， 20Q，连接电路的实物图如实验图10-7所示.U轴的交点即为电动势， 而此直0.75 门。所用滑动变阻器的阻值范围0宾验图10-7(1) 指出该同学接线中错误的和不规 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.电压表接线有错(2) 画出这个实验的正确电路图.解析要正确连好实物图，首先应确定电流表的内外接法，变阻器的连接方式以及各电表的量程.其次应注意以下事项：

9、各电表的正、负极性；开关是否在干路上；各导线两端都 应接在接线柱上，而不能在导线中间出现分叉；开关闭合前变阻器滑动触头应处于恰当位置；各条连线均应连成一般曲线，而不能连成折线，不能相交且要尽量节省导线；先画电路原理图，后连接实物图，可避免出错。在本题中变阻器要起变阻的作用，必须使接入电 路的两根导线一条接在下面的线柱上，另一条接在上面的金属杆的一端上，故图中变阻器起不到变阻的作用，故选 A.电流表和电压表接入电路时，选择好恰当的量程后，要特别注意“ + ”“-”接线柱是否正确，不然的话，极易损坏电表，图中电流表的“ + ”“一”接线柱出现错误，故选B.干电池的电动势为 1.5V，电压表量程适当

10、，故 C错.但电压表不能直接并联到电源两端， 因为开关断开后，电压表仍有示数，故选D.答案：A B D其电路图同例1中的甲图。例3有两只电压表 A和B,量程已知，内阻不知等于多少，另有一节干电池，它的内阻不能 忽略，但不知等于多少.只用这两只电压表、 开关和一些连接用导线，通过测量计算出这个电池的电动势(已知电动势不超过电压表的量程，干电池不允许拆开).(1)画出你测量时所用的电路图. 以测得的量作为已知量，导出计算电动势的式子.解析本题是实验测量设计论证类型的考题，依题目所创设的物理情景不难认识到两只电压表不能按通常情况当成理想表处理.实验测量电路的设计，以及与电路相关的物理方程，只能以部分电路、全电路欧姆定律为依据。(1)测量电路如实验图(a)、(b)所示.(2)设电池电动势为(* )( t )E, 内电阻为r,电压表A、B的电阻设为Ra、Rb.当