人教选修实验测定电池的电动势和内阻

1、第二章 恒定电流第十节 实验：测定电池(dinch)的电动势和内阻共二十八页教材(jioci)中提供了三种实验方法供教学选择，但实验原理大致相同，教学中可以就第一种方法进行详细的分析，要让学生理清电动势和内阻测量的思维线索。通过本节课的学习，学生可以灵活地运用闭合电路欧姆定律，对图像法处理数据进一步熟悉。教学内容不只是给学生一种测量电动势的方法，更重要的是通过实验使学生更好地理解电动势这一概念。共二十八页1. 理解(lji)测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步感受电源路端电压随电流的变化关系。2. 体验测量电源电动势和内阻的探究过程，掌握实验方法。3. 用解析法和图像法求解电源电动势和内阻，

2、能对结果进行误差分析、了解减小误差的方法。重点：探究测量电源电动势和内阻的原理和方法，掌握其数据处理和误差分析。难点：电阻率的影响因素,实验电路连接，图像法求解及误差分析。共二十八页 电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是什么呢？如果我们想比较下它们的电动势和内阻的关系应该如何设计(shj)实验呢？ 本节课我们就一起来探讨下电池的电动势和内阻的测量方法。共二十八页 1. 给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一块安培表、一块伏特(ft)表、一个开关和导线若干 , 如何测量这节电池的电动势和内阻？AVSR原理(yunl)：E = U + Ir一、实验原理及电路E

3、 = U1+ I1rE = U2+ I2r共二十八页 2. 给你一节使用(shyng)过的干电池、一个变阻箱、一块安培表、一个开关和导线若干 , 如何测量这节电池的电动势和内阻？ E = I1 ( R1 + r ) E = I2 ( R2 + r )ARS原理(yunl): E = I ( R + r ) 3. 给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干 , 如何测量这节电池的电动势和内阻？VRS原理: E = U +URr E = U1 +U1R1r E = U2 +U2R2r共二十八页电流表电压表滑动(hudng)变阻器开关(kigun)、导线及坐标纸、铅笔(选择量

4、程接近电源电动势)选用阻值较小的,最大阻值10 20二、实验器材的选择以方案1为例 被测电池（干电池）共二十八页AV甲AV乙 两图中电压表和电流表的测量值都是准确的吗？如果不是，哪么哪个(n ge)表测量值准确？哪个(n ge)表测量值有误差？误差是偏大还是偏小？ 因为待测部分(b fen)（电池）的电阻是小电阻，故采用电流表外接法（相对待测部分(b fen)）误差会小些，即甲图。共二十八页1. 确定(qudng)电流表和电压表的量程，按图示电路把器材连好。三、实验(shyn)步骤AVSR共二十八页2. 把滑动变动(bindng)器的滑片移到一端使其阻值最大。3. 闭合开关，调节变阻器，使电流

5、表有明显读数， 记录一组电流电压值，用同样的方法测量并记录几组 U、I 值。4. 断开开关，整理好器材。5. 数据处理：用原理中的方法计算或画图线算 E 和 r。共二十八页通过(tnggu)视频，观看测定电源电动势和内阻的实验操作过程。/edu/ppt/ppt_playVideo.action?mediaVo.resId=55c9a1ddaf508f0099b1c5dc共二十八页例 1. 在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内阻(ni z)时 ，除备有被测电池 、开关和足够的导线外 ，还备有下列仪器可供选择： A. 电流表(00.6 A) B. 电流表(03 A) C. 电压表(03

6、V) D. 电压表(015 V) E. 滑动变阻器(20 ，2 A) F. 滑动变阻器(1700 ，0.3 A)应该选用的仪器是 _ (填器材前面的选项字母)。ACE共二十八页四、数据处理方法(fngf)一：公式法 改变 R 的阻值(z zh)，从电流表和电压表中读取两组 I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次 I、U 的值，算出 E、r 取平均值。共二十八页方法(fngf)二：图象法OI/AU/VEEIr=短 在坐标纸上以 I 轴为横坐标，U 为纵坐标，用测出几组的 U，I 值画出 UI 图象。 所得直线(zhxin)跟纵轴的交点即为电动势 E 的值，图线的斜率的绝对值即为内阻的值。共二

7、十八页通过视频(shpn)，了解数据处理办法中的图象法的作图过程和注意要点。/edu/ppt/ppt_playVideo.action?mediaVo.resId=55c9a1c5af508f0099b1c5da共二十八页例2. 一个(y )学生利用实验方法测得数据 ，根据这些数据，画出了如图所示的 UI 图象 ，从图中可得出电源电动势为 _V，内阻为_。2.92.6共二十八页AVSR1. 测量电路(dinl)存在系统误差 。由于电压表的分流 ，据此作出如图乙所示的真实和测量的 UI 图线 ，由图不难看出 ，E、r 的测量值均小于真实值，r测 r真、E测 E真 。五、误差(wch)分析2. 电

8、压表和电流表读数时会造成偶然误差。用作图法求 E、r 时，作图不准确造成偶然误差。I真IvI测UI测量值真实值I真 = I测 + IvE r共二十八页六、注意事项1. 为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池)。2. 电池在大电流放电时极化现象较严重，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 0.3 A，短时间放电不宜超过 0.5 A，因此，实验中不要将 R 调得过小，读电表示数要快，每次读完应立即断电。3. 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，要将测出的 I、U 数据中，第 1 和第 4 为一组，第

9、2和第 5 为一组，第 3 和第 6 为一组，分别解出 E、r 值，再求平均值4. 计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式(gngsh)计算出电源的内阻 r。共二十八页5. 干电池内阻较小时，U 的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如下图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用。为此，可使纵坐标不从零开始而是根据(gnj)测得的数据从某一恰当值开始(横坐标 I 必须从零开始)，如图乙所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小。此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势要在直线上任取两个相距较远的点，用 r | U/I |求电池的内阻 r。共二十八页6. 画

10、UI 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(gbi)偏离直线太远的点可舍去。这样可使偶然误差得到部分抵消，提高精确度。共二十八页等效(dn xio)电源的电动势和内阻： 两端有源网络可等效为一个(y )电源，电源的电动势为两端开路时的电压，电源的内阻为从电源两端看的内电阻。abErR甲。abEr乙情况1：把图甲的电路等效为图乙的电源等效电源法E = Er = r + R共二十八页 情况2：把图丙的电路等效(dn xio)为图丁的电源：。abEr丁R。abEr丙共二十八页例3. 如图是测量(cling)电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，正确的是 ( ) A

11、.由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实 值 B. 由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值 C. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值 D. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值 AVSR共二十八页解析： E = U + Ir ， I = ( IA + U/ RV ) ，由于(yuy)电压表的分流作用，对于每个电压值 U1 ，测得的电流 IA小于总电流 I1，U 越大，I A 跟 I1 相差越大， 画出的图线应为实线所示：UIU1IAI1所以(suy)内电阻的测量值小于真实值。测量值真实值答案：C共二十八页测定电池(dinch)的电动势和内阻实验原理原

12、理 1：用伏安法测 E、r原理 2：用电流表和电阻箱测 E、r原理 3：用电压表和电阻箱测 E、r试验方法要点：熟悉(shx)实验所用的器材，会根据不同的实验原理选择不同的实验器材，并按照合理规范的步骤进行操作。3. 数据处理（伏安法）：平均值法、图象法共二十八页ABC1. 在测定电池的电动势和内阻的实验中 ，用待测电池、开关和导线 ，配合下列(xili)仪器可以达到的实验目的的是（ ） A. 一只电流表和一个电阻箱 B. 一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器 C. 一只电压表和一个电阻箱 D. 一只电流表和一个滑动变阻器共二十八页2. 用图所示的电路(dinl)测定电源电动势和内阻，已知干

13、电池的电动势约为 1.5 V，内阻约 1 ，电压表 ( 0 3 V , 3 k ) , 电流表 (0 0.6 A , 1.0 ) , 滑动变阻器有 R1 (10 ，2 A ) 和 R2 ( 100 ， 0.1 A ) 各一只。(1) 实验中滑动变阻器应选用 。(2) 请用笔画线代替导线连接实验电路。(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的 U I 图线 , 由图线可较准确求出该电源电动势 E = V ; 内阻 r = 。1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VR11.500.85AV共二十八页内容摘要第二章 恒定电流。通过本节课的学习，学生可以灵活地运用闭合电路欧姆定律，对图像法处理数据进一步熟悉。教学内容不只是给学生一种测量电动势的方法，更重要的是通过实验使学生更好地理解电动势这一概念。1. 理解测量电源电动势