高二物理测量电源的电动势和内电阻

高二物理测量电源的电动势和内电阻第1页，共40页，2023年，2月20日，星期四课标定位学习目标：1.理解并掌握测定电源的电动势与内电阻的原理．2．掌握该实验的方法并学会用“代数法”和“图象法”处理实验数据．3．通过对实验数据的收集、处理培养学生应用数学方法处理物理问题的能力．重点难点：1.测量电源电动势和内电阻的原理及实验器材的使用．2．实验数据的处理是难点．第2页，共40页，2023年，2月20日，星期四

核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第3节测量电源的电动势和内电阻课前自主学案第3页，共40页，2023年，2月20日，星期四课前自主学案一、实验原理伏安法测电源电动势和内电阻1．原理：E＝__________.2．电路图：如图4－3－1所示．U＋Ir图4－3－1第4页，共40页，2023年，2月20日，星期四3．方法：只要能测出____和___的两组数据，就可以列出关于E、r的两个方程，从中解出E、r.二、实验器材干电池、_______、_______、___________、开关、导线．三、实验步骤1．确定_____表、_____的量程，按照电路图连接好电路，且使滑动变阻器阻值滑到____．UI电流表电压表滑动变阻器电流电压最大第5页，共40页，2023年，2月20日，星期四完全免费,无需注册,天天更新！第6页，共40页，2023年，2月20日，星期四2．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有明显的读数，记录一组___、___值．3．用同样的方法，多测几组U、I值．4．断开开关，整理好器材．5．利用代数法或图象法进行数据处理．UI第7页，共40页，2023年，2月20日，星期四E＝U1＋I1rU2＋I2r第8页，共40页，2023年，2月20日，星期四2．图象法：以纵轴表示路端电压，横轴表示总电流，建立直角坐标系，将所测多组相应的U、I值进行描点，然后用平滑的曲线将各点连接起来．由U＝E－Ir知，U－I图象是一条斜向下的直线，如图4－3－2所示，直线与纵轴的交点表示电源_________，与横轴交点表示电源的____________

(数轴刻度从零开始)，图线斜率的绝对值代表电源_________.电动势E短路电流I0内阻r第9页，共40页，2023年，2月20日，星期四图4－3－2第10页，共40页，2023年，2月20日，星期四核心要点突破一、误差分析1．偶然误差(1)由读数误差和电表线性不良引起误差．(2)由于导线与电池接触不好造成电池内阻不稳定．(3)用图象法求E和r时，作图不准产生误差．第11页，共40页，2023年，2月20日，星期四第12页，共40页，2023年，2月20日，星期四对此也可由电路来解释：若把图甲中的R和电流表看成外电路，则电压表可看成内电路的一部分，故实测出的是电池和电压表这个整体等效的r和E.电压表和电池并联，故等效内阻r小于电池内阻r真，r测<r真．外电路断开时．ab两点间电压Uab即等效电动势E，此时电压表构成回路，故Uab<E真，即E测<E真．第13页，共40页，2023年，2月20日，星期四图4－3－3第14页，共40页，2023年，2月20日，星期四即时应用(即时突破，小试牛刀)1．下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的是(

)A．测出两组I，U的数据，代入方程E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和rB．多测几组I，U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值C．测出多组I，U的数据，画出U－I图象，再根据图象求出E、r第15页，共40页，2023年，2月20日，星期四D．多测几组I，U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r解析：选C.图象法处理实验数据，能减小偶然误差，而且又直观、形象，故选项C正确．第16页，共40页，2023年，2月20日，星期四二、实验中应注意的问题1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些．(可选用旧的干电池)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0.3A，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，每次读完后应立即断电；第17页，共40页，2023年，2月20日，星期四第18页，共40页，2023年，2月20日，星期四即时应用(即时突破，小试牛刀)2．用伏安法测量电源电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中正确的是(

)A．应选用新的干电池作为被测电源，以使电压表的示数变化比较明显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，以免造成电源过载D．根据实验记录的数据作U－I图线时，应使所有的点画一条线，不能画直线时，可画折线第19页，共40页，2023年，2月20日，星期四解析：选C.为了能更好的测出电源内电阻，应用电阻较大的旧电池，故A错，由实验中的注意事项知，电压表电阻越大越好，故B错．选项C正确．D错误．第20页，共40页，2023年，2月20日，星期四

测量电源的电动势及内阻的实验电路如图4－3－4甲所示．图乙中给出的器材有：待测的电源(电动势约为4V，内阻约为2Ω)，电压表(内阻很大，有5V、15V两个量程)，电流表(内阻不计，有0.1A、1A两个量程)，滑动变阻器(阻值范围0～10Ω)，开关，另有导线若干．试按照甲图中的电路在乙图中画出连线，将器材连接成实验电路(要求正确选择电表量程，以保证仪器的安全并使测量有尽可能高的精确度)．课堂互动讲练仪器选择及电路连接例1第21页，共40页，2023年，2月20日，星期四乙甲图4－3－4第22页，共40页，2023年，2月20日，星期四图4－3－5第23页，共40页，2023年，2月20日，星期四【答案】见精讲精析【方法总结】对实验的处理要把握三原则：(1)仪表安全原则；(2)实验操作方便原则；(3)数据处理准确原则．第24页，共40页，2023年，2月20日，星期四

用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图4－3－6所示，一位同学测得的6组数据如下表中所示．实验数据的处理例2组别I/AU/V10.121.3720.201.3230.311.2440.321.1850.501.1060.571.05图4－3－6第25页，共40页，2023年，2月20日，星期四(1)试根据这些数据在图中作出U－I图线．图4－3－7第26页，共40页，2023年，2月20日，星期四(2)根据图线得出电池的电动势E＝________V，根据图线得出的电池内阻r＝________Ω.(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，可利用公式E＝U1＋I1r1和E＝U2＋I2r2算出，这样做可能得出误差很大的结果，选用第________组和第________组数据，求得E和r误差最大．第27页，共40页，2023年，2月20日，星期四【精讲精析】

(1)描点作图，舍去第四组数对应的点．图线如图4－3－8所示．图4－3－8第28页，共40页，2023年，2月20日，星期四第29页，共40页，2023年，2月20日，星期四选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大．不需要利用所给的6组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点．选用这两组数据求E和r，相当于过图中3和4两点作一直线，利用此直线求出E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，实际上，第4组数据不合理，已经排除．【答案】见精讲精析【方法总结】作图线时应把个别不合理的数据排除，由直线与纵轴的交点可读出电动势E＝1.45V，再读出直线与横轴的交点的坐标(U，I)，连同得出的E值代入E＝U＋Ir中可得出内阻，即求直线的斜率．切记不要把图线与I轴的交点当作短路电流．第30页，共40页，2023年，2月20日，星期四

给你一个电阻箱、一个电压表、开关及导线等，如何根据闭合电路的欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内阻．创新实验例3图4－3－9第31页，共40页，2023年，2月20日，星期四(1)画出实验电路原理图；(2)实验过程中，将电阻箱拨到4.5Ω时，电压表读数为0.90V；若将电阻箱拨到图4－3－9甲所示的________Ω时，电压表的读数如图乙所示，是________V.(3)根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E＝________V，r＝________Ω.第32页，共40页，2023年，2月20日，星期四第33页，共40页，2023年，2月20日，星期四三星学科,教师助手,学生帮手,家长朋友！第34页，共40页，2023年，2月20日，星期四【精讲精析】

(1)如果给出电压表、电阻箱、开关和导线，也能测出一个电池的电动势和内阻，其实验原理图如图4－3－10所示；图4－3－10第35页，共40页，2023年，2月20日，星期四(2)电阻箱上电阻值的大小是把面板上指示的所有电阻相加，所以图4－3－9甲中电阻箱的电阻值是110Ω；实验是测一节干电池的电动势和内阻，所以图4－3－9乙中电压表所用量程应是0～3V，指示的电压应该是1.1V；第36页，共40页，2023年，2月20日，星期四【答案】

(1)如图4－3－10所示(2)110

1.1(3)1.11

1.05第37页，共40页，2023年，2月20日，星期四变式训练在测定电池的电动势和内电阻的实验中，待测电池、开关和导线，配合下列哪组仪器，可以达到实验目的(

)①一只电流表和一个电阻箱②一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器③一只电压表和一个滑动变阻器④一只电流表和一个滑动变阻器A．①②

B．③④C．①④