人教版高中物理选修3-1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻

10.实验：测定电池的电动势和内阻10.实验：测定电池的电动势和内阻□实验目的测定电池的电动势和内阻．1．掌握实验电路、实验的原理及实验的方法．2．学会用图象法处理实验数据．□实验原理根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式，可以采用下面几种不同的方法测E和r.人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻1.由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，因此用电压表、电流表加上一个可变电阻就能测E、r，电路图如右图所示．2．由E＝IR＋Ir知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，从中解出E、r，用的器材有电源、开关、电阻箱、电流表，电路图如图甲所示．1.由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻□实验器材方案一待测电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干方案二待测电池、电流表、电阻箱、开关、导线若干方案三待测电池、电压表、电阻箱、开关、导线若干□实验器材方案一待测电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关□实验步骤(以方案一为例)1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程按右图连接好电路．2．把滑动变阻器滑片移到使电阻最大的一端．3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I、U)，填入下面的表格，□实验步骤(以方案一为例)用同样的方法测量几组I，U值，填入表格4.断开开关，整理好器材．次数123456I(A)U(V)用同样的方法测量几组I，U值，填入表格次数123456I(A□数据处理依据以上实验步骤测得数据，可以用以下两种方法得到结果．1．求平均值法利用测得的U、I值，求出E、r利用：E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r求出E1、r1；利用：E＝U3＋I3r，E＝U4＋I4r求出E2、r2；□数据处理利用：E＝U5＋I5r、E＝U6＋I6r求出E3、r3；算出它们的平均值利用：E＝U5＋I5r、E＝U6＋I6r2．图象法(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点；(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧；2．图象法【特别提醒】如果实验中选用电池的内阻较小，则U的变化较小，此时坐标图中的数据点呈下图甲所示的状况，下面大部分空间得不到利用，为此可使坐标轴不从零开始如下图乙所示，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．【特别提醒】如果实验中选用电池的内阻较小，则U的变化较小，□误差分析1．偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图象时描点不很准确．2．系统误差：系统误差来源于未计入电压表的分流，近似地将电流表的示数看作干路电流，实际上电流表的示数比干路电流略小，如下图甲所示．如果由实验得到的数据作出如下图乙中实线(a)所示的图象，那么考虑到电压表的分流后，得到的U－I图象应是下图乙中的虚线(b)．由此可见，按甲图所示的实验电路测出的电源电动势E测＜E真，电源内阻r测＜r真．

□误差分析甲乙甲乙【特别提醒】

(1)外电路短路时，上图甲所示的实验电路中，电流表的示数(即干路电流的测量值)I测等于干路电流的真实值，所以乙图中(a)、(b)两图线交于短路电流处．(2)当路端电压(即电压表示数)为U1时，由于电流表示数I1测小于干路电流I1真，所以(a)、(b)两图线出现了如乙图所示的差异.人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻

为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材：A．6.3V蓄电池；B．干电池一节；C．电压表V(0～3V～15V，内阻约为3kΩ，15kΩ)D．电流表A(0～0.6A～3A，内阻约为10Ω，2Ω)；E．电流表G(满偏电流3mA，内阻Rg＝10Ω)；F．变压器；人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻G．滑动变阻器(0～20Ω)；H．滑动变阻器(0～1000Ω)；I．电阻箱(0～9999Ω)；J．开关、导线．(1)用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻，应选用的变阻器是________(用代号回答)．(2)根据实验要求，用笔画线代替导线在下图上连线．G．滑动变阻器(0～20Ω)；(3)某次实验记录如下表：根据表中数据在下面坐标图上画出U－I图线．由图可求得E＝________V，r＝________Ω.实验次数12345电流表示数/A0.240.500.701.101.50电压表示数/V1.301.100.950.600.30(3)某次实验记录如下表：实验次数12345电流表示数/A0(4)用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)；测得的内阻与电池内阻的真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)．(5)如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验，请画出相应的电路图．人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻解析：

(1)滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较大，故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求，故变阻器选G.(2)如图(a)所示(3)描点作图如图(b)，图线与纵轴的交点即为电源的电动势E＝1.50V解析：(1)滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较大，故滑动答案：

(1)G

(2)见解析图(a)

(3)见解析图(b)

1.50

0.80

(4)偏小偏小(5)见解析图(c)答案：(1)G(2)见解析图(a)(3)见解析图(b)

某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig＝0.6A，内阻rg＝0.1Ω)和若干导线．人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计下图甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来．(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计下图甲中器件的人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线．(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.丙

(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线．丙人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻答案：

(1)见图(2)见图(3)见图答案：(1)见图人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻1．欲测定电池的电动势和内阻，除待测电池、开关和导线外，配合下列哪些仪器，可以达到实验目的(

)A．一只电压表和一个电阻箱B．一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C．一只电流表和一个电阻箱D．一只电流表和一个滑动变阻器答案：

ABC人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻2．(2011·温州高二检测)测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U－I图象如下，回答下列问题：(1)如上图甲所示，在闭合开关之前为防止电流表过载，滑动变阻器的滑动触头P应放在________端．(2)图乙是根据实验数据画出的U－I图象．由此可知被测电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.答案：

(1)a

(2)1.5

12．(2011·温州高二检测)测定电源的电动势和内电阻的实验3．为了测定一节干电池的电动势和内阻，在下图给出两种实验电路图，由于一般电池的内阻较小(比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多)．所以为使测量结果比较准确，应选用图________所示的电路．3．为了测定一节干电池的电动势和内阻，在下图给出两种实验电路若实验台上备有下列实验器材：A．电流表(0～0.6A)B．电流表(0～3A)C．电压表(0～3V)D．电压表(0～15V)E．滑动变阻器(1750Ω，0.3A)F．滑动变阻器(10Ω，2A)G．开关H．导线应该选用的器材是________．(填字母序号)若实验台上备有下列实验器材：解析：

通过电池的电流不能太大(1A以下)，故电流表选A，由电源电动势可以知道电压表应选C，滑动变阻器E电流太小，电阻太大，使用不方便，故选F.答案：

甲ACFGH人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻4．有两只电压表和，量程已知，电阻未知．另有一干电池，它的内阻不能忽略，但不知等于多少，其电动势数值不超出电压表的量程，干电池不许拆开．现给你上述两只电压表、一个开关S和若干导线，请设计一个测量上述干电池电动势E的实验方案．(1)画出测量电路图．(2)实验中应测定的物理量是：________________(3)以测得的物理量为已知量，导出计算干电池电动势的公式E＝________.4．有两只电压表和，量程已知，电阻未知．另有一干电池，它的内人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻5．给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等，根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内阻．(1)画出电路图．(2)实验过程中，将电阻箱拨到45Ω时，电压表读数为0.90V；若将电阻箱拨到如图甲所示的________Ω时，电压表的读数如图乙所示，是________V.人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻(3)根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E＝________V.(3)根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E＝___解析：

测量电池的电动势和内阻，要依据闭合电路的欧姆定律E＝U＋Ir，想办法测出U、I，只有电压表，可以结合电阻箱的阻值求出电流，两次列方程便可求解．解析：测量电池的电动势和内阻，要依据闭合电路的欧姆定律E＝6．如下图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：(a)电流表(量程0.6A、3A)；(b)电压表(量程3V、15V)；(c)定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)；(d)定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)；(e)滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)(f)滑动变阻器(阻值范围0～100Ω、额定电流1A)．6．如下图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内那么(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择________A；R0应选择________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．(2)引起该实验系统误差的主要原因是________．答案：

(1)3

0.6

1

0～10

(2)电压表的分流人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻7．(2010·江苏单科)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻7．(2010·江苏单科)在测量电源的电动势和内阻的实验中，(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势8．(2010·上海单科)某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1/U－1/R关系图线a.重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b.人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻8．(2010·上海单科)某同学利用DIS，定值电阻R0、电答案：

(1)2

0.5

(2)小于大于

人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻人教版高中物理选修3—1第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻答案：(1)20.5(2)小于大于人教版高中物理选1.学习可以彻底的改变自己，即使失去原来改变的条件，人也不会退回到原来的样子，因为经过“輮”。人已经脱离一个旧我，变成一个新我.2.这一段介绍了怎样学习，也就是学习的要素。荀子认为积累是学习的第一要素，也是学习的根本。学习可以达到奇妙的效果，可以“兴风雨”“生蛟龙”。“神明自得，圣心备焉”从人的角度，来说学习的效果。接着运用正反对比的手法来说明积累的效