《实验测定电池的电动势和内阻》备课资料

《实验测定电池的电动势和内阻》备课资料课前预备一、信息窗图象法是物理学中重要的方法之一，在物理实验中常常用作图象的方法寻找规律，求出测量的结果，这种方法既直观又简便。在画U—I图象时，要使较多的点落在直线上，在直线两侧的点尽可能均匀分布，这样可以减小偶然误差。当然，对个别偏离较远的点应不予考虑，这样的点很可能是实验操作错误造成的。我们在做测定电池的电动势和内阻的实验中，进行数据处理时一般采用图象法。在所画U—I图象时，为使坐标纸得到充分利用，使测量结果尽量精确，纵坐标可以不从0开始，而横坐标则必须从0开始，想一想，为什么？二、要点综述ＡＡＡＡＡＶＳ图2-55乙ＡＡＡＶＳ图2-55甲设电源电动势和内阻的真实值分别为Ｅ、ｒ，测量值分别为Ｅ＇、ｒ＇电压表电流表的内阻分别为ＲＶ、ＲＡ，电压表电流表的读数分别为Ｕ１、Ｕ２、Ｉ１、Ｉ２．（１）电流表内接法：如图甲电路把两个表当作理想电表处理，则①②若考虑ＲＶ的分流，则③④由上述两个方程组，可得：，．⑤从⑤式可看出Ｅ、ｒ测量值比真实值小．（２）电流表外接法：如图乙电路若把两个表当作理想电表处理，则得出前面①②两式．若考虑ＲＡ的分压，则③＇④＇联立两个方程组，可得：，．⑤＇从⑤＇式可看出Ｅ的测量值与真实值相同，而ｒ的测量值比真实值大．课堂同步1．在测定电源电动势和内电阻的实验中，为使实验效果明显且不会损害仪器，应选择下列电源中（）A．内阻较大的普通干电池B．内阻较小的普通干电池C．小型交流发电机D．小型直流发电机2．在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的（）A．一只电流表和一个滑动变阻器B．一只电流表和一只电压表C．一只电流表和一个电阻箱D．一只电压表和一个电阻箱3．如图2-56是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差的说法正确的是（）Av图2-56Av图2-56B．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；E．测出的电动势与真实值相同；Ｆ．测出的电动势比真实值小．4．用伏安法测电池的电动势和内电阻，由于电路存在问题，当电键S闭合后，移动变阻器的滑片P时，出现下列异常现象.A．电流表示数可变，电压表示数始终为零B．电流表示数为零，电压表示数不变C．电流表烧坏D．电流表示数不变，电压表示数可变图2-57以上四种情况对应的电路2-57如图中的(A)____，(B)____，(C)____，(D)_____.图2-575．一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在图2-58中画出U—I图线，并根据图线读出电池的电动势E=V，电池内阻r=Ω.6．如图2-59示的电路中，R1、R2为标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值真实值，内阻的测量值真实值，产生误差的。课后巩固1．实验室中有电流表、电压表、电阻箱、滑线变阻器等仪器，下列各种仪器的组合(加上导线、电键)，恰好可以用来测定一节干电池的电动势、内电阻的是()A．电流表、电压表、滑线变阻器B．电流表、电压表、滑线变阻器、电阻箱C．电流表、电阻箱D．电压表、电阻箱2．如图2-60是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差的说法正确的是（）vA图2-60vA图2-60B．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；E．测出的电动势与真实值相同；Ｆ．测出的电动势比真实值小．3．现有器材：量程为、内阻约30-40Ω的电流表一个，定值电阻R1=150Ω，定值电阻R2=100Ω，单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约）的电动势。（1）画出电路图。（2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为，式中各直接测得量的意义是：.4．用伏安法测一节干电池的电动势ε和内电阻r，所给的器材有:(A)电压表eq\o\ac(○,V):0—3—15V；(B)电流表eq\o\ac(○,A):0——3A；(C)变阻器R1(总电阻20Ω)；(D)变阻器R2(总电阻100Ω)；以及电键S和导线若干.(1)画出实验电路图(标明变阻器规格).(2)如图2-61所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出ε=________V，r=________Ω.(3)若只选用两组数据，用欧姆定律算出ε、r，有可能误差较大.若选用第________和第________组数据误差最大.图2-625.如图2-62所示为用电位差计测电池内阻的电路图.实际的电位差计在标准电阻RAB上直接刻度的不是阻值，也不是长度，而是各长度所对应的电位差值.RM=100Ω，实验开始时S2断开，S1拨到1处，调节RN使通过RAB的电流准确地达到标准值.然后将S1拨到2处，调节C.当灵敏电流计指针指零时，读得UAC=；再闭合S2，滑动C，当电流计指针指零时，读得UAC=.试根据这些数据计算电池εx的内阻r.图2-62提速训练1．现有一阻值为Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：（1）在2-63方框中画出实验电路图：（2）简要写出完成接线后的实验步骤；（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式=。2．测量电源B的电动势E及内阻（E约为，约为Ω）。可选用的器材如下：量程为3V的理想电压表V；量程为的电流表A（有一定内阻）；固定电阻4Ω；滑动变阻器；电键K，导线若干。（1）画出实验电路原理图，要求实验尽可能精确，且图中各元件需用题目给出的符号或字母标出。（2）实验中，当电流表的读数为I1时，电压表的读数为U1；当电流表的读数为I2时，电压表的读数为U2，则可求出E=，。（用I1、U1I2、U2及R表示）。SVSVRR0图2-641．一种供仪器使用的小型电池的标明电压为9V，允许通过的最大电流为50mA，为了测量这个电池的电动势和内阻，实验室利用了如图2-64所示的电路，图中电压表的内阻很大，可不考虑其对电路的影响；R为电阻箱，阻值范围为0~9999Ω，R0为保护电阻。（1）实验室备有的定值电阻有以下几种规格，你认为最合适的是（）U/VI/mA图2-65A．10U/VI/mA图2-65C．200Ω、D．Ω、1W（2）断开开关，调整电阻箱阻值，再闭合开关，读取电压表和电阻箱的示数，多次测量，取得下表中数据，请在图2-65所示的坐标中作出U-I图线，则由图线得出电池的电动势E=V，内阻r=Ω。U（V）R（Ω）75027311738图2-662．某同学设计了如图2-66所示的电路，该电路能够测量电源E的电动势和内电阻，′是辅助电源.A、B两点间有一灵敏电流计G.图2-66（1）补充下列实验步骤：①闭合开关S1、S2，使得灵敏电流计的示数为零，这时，A、B两点UA、UB的关系是UAUB，即A、B相当于同一点，读出电流表和电压表的示数I1和U1，其中I1就是通过电源E的电流.②改变滑动变阻器R、R′的阻值，重新使得____________，读出_______________.（2）写出步骤①②对应的方程式及电动势和内电阻的表达式答案课堂同步mAR1R2S1SmAR1R2S1S2课后巩固3.(1)电路如图(2)I1为断开S2时电流表的读数，I2为闭合S2时电流表的读数。4.(1)电路如图所示(2)，(3)5，65.，Ω提速训练1.（1）实验电路如图所示。S断开时，因电压表内阻远大于电源内阻，可认为是断路状态，S闭合时，又是一种负载状态。（2）实验步骤如下：①按电路图连接好电路。②在开关S断开状态下读出电压表指针所在处的分度格数n1.③闭合开关S，读出电压表指针所在处的分度格数n2.（3）设电压表每一小分