實(shí)驗(yàn)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量導(dǎo)學(xué)案高二上學(xué)期物理人教版

12.3實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．掌握用電壓表和電流表測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的方法．2．掌握用圖象法求電動(dòng)勢和內(nèi)阻的方法；理解U－I圖象的意義．【導(dǎo)學(xué)】一、實(shí)驗(yàn)原理1．原理：.實(shí)驗(yàn)電路圖：（畫在下面）（1）電流表外接法（電源內(nèi)阻r較時(shí)用）（2）電流表內(nèi)接法（電源內(nèi)阻r較時(shí)適用）2．E和r的求解：E=r=二、實(shí)驗(yàn)器材：、、等三、實(shí)驗(yàn)步驟1.連接電路（連接實(shí)物右圖）2.電流表用A的量程，電壓表用V的量程3.把滑動(dòng)變阻器調(diào)到處4閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使表有明顯的示數(shù)，記下一組數(shù)據(jù)，同理記錄多組數(shù)據(jù)．四、數(shù)據(jù)處理作圖法數(shù)據(jù)處理：1.圖線與縱軸交點(diǎn)為.2.圖線與橫軸交點(diǎn)為I短＝.3.圖線的斜率表示r＝.五、誤差分析：（圖像修正法）實(shí)驗(yàn)電路圖誤差來源誤差修正UI圖像修正對比對比結(jié)果1.如圖甲所示，在理論上E＝U＋(IV＋I(xiàn)A)r，其中電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓，而實(shí)驗(yàn)中忽略了通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越．(1)當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí)，IV＝0，IA＝I短，短路電流測量值真實(shí)值．(2)E測<E真．因?yàn)閞測＝E測I短，所以r測2.若采用下圖甲所示的電路，IA為電源電流真實(shí)值，理論上有E＝U＋UA＋I(xiàn)Ar，其中UA不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越.甲乙(1)當(dāng)電流為零時(shí)，UA＝0，電壓為準(zhǔn)確值，等于E，E為真實(shí)值．(2)I短測<I短真．因?yàn)閞測＝EI短測，所以r測r真.(r測為r真和的串聯(lián)值，由于通常情況下電池的內(nèi)阻較小，所以這時(shí)r測的測量誤差非常大六、拓展1、伏阻法實(shí)驗(yàn)器材：電壓表和電阻箱實(shí)驗(yàn)原理：（推導(dǎo)）實(shí)驗(yàn)電路圖：數(shù)據(jù)處理：利用所測數(shù)據(jù)作出圖像（畫出圖像右）；誤差分析誤差來源：，和右電路等效，誤差分析一致.2、安阻法實(shí)驗(yàn)器材：電流表和電阻箱測量原理：（推導(dǎo)）實(shí)驗(yàn)電路圖：處理數(shù)據(jù)：利用所測數(shù)據(jù)作出圖像（畫出圖像右）可得：；

誤差分析誤差來源：，和右電路等效，誤差分析一致.【研學(xué)】例1、某學(xué)生用電流表和電壓表測干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)，所用滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為0～20Ω，接電路的實(shí)物圖如圖所示。下列對該學(xué)生接線說法錯(cuò)誤的是（）A．滑動(dòng)變阻器不起變阻作用B．電流表接線有錯(cuò)C．電壓表量程選用不當(dāng) D．電壓表接線不妥例2、為了測量由兩節(jié)干電池組成的電池組的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，某小組的同學(xué)從實(shí)驗(yàn)室里選取了以下器材：兩節(jié)干電池組成的電池組（電動(dòng)勢約3V,內(nèi)阻約1Ω)/電壓表（量程0?3V，內(nèi)阻約1OkΩ),電阻箱（0?999.9Ω),保護(hù)電阻R0（阻值5Ω)，開關(guān)一只，導(dǎo)線若干。①在右圖所示的實(shí)驗(yàn)原理實(shí)物圖中，該同學(xué)已完成了部分導(dǎo)線的連接，為使電壓表示數(shù)有較大的變化范圍，請用筆畫線代替導(dǎo)線完成余下的導(dǎo)線連接。②實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們試著用多用電表代替電壓表測量電壓。在完成機(jī)械調(diào)零之后，應(yīng)將選擇幵關(guān)撥到表盤上的 區(qū)域(選填“Ω”、“V”或"A")。③同學(xué)們根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)原理和方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過調(diào)節(jié)電阻箱的電阻值，得到了多組電阻箱阻值R和電壓表示數(shù)U，并以1U為縱坐標(biāo)，1R為橫坐標(biāo)，作出1U1R的關(guān)系圖線（該圖線為一條直線）如圖所示，由圖線可求得電池組的電動(dòng)勢【檢學(xué)】1、在測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)效果明顯且不會(huì)損害儀器，應(yīng)選擇下列電源中（）A.內(nèi)阻較大的普通干電池C.小型交流發(fā)電機(jī)2、如圖為“用DIS測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路，電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成（電池允許通過最大電流為0.6A）。保護(hù)電阻R有四種規(guī)格，其中最適合的是（）A．5Ω、2.0W B．5Ω、0.2W C．50Ω、20W D．50Ω、2.0W3、某小組利用實(shí)驗(yàn)室的電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻。（1）要求盡量減小干電池內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇_______（選填“甲”、“乙”）電路圖。（2）該組同學(xué)記錄了若干組數(shù)據(jù)，并將對應(yīng)點(diǎn)標(biāo)在圖中的坐標(biāo)紙上，請?jiān)趫D中畫出圖線。（3）利用圖像求得干電池的電動(dòng)勢_______V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），內(nèi)電阻_______Ω（保留兩位有效數(shù)字）。（4）在上述實(shí)驗(yàn)過程中存在系統(tǒng)誤差，以下關(guān)于電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量值、與真實(shí)值、之間的比較，正確的是_______。A.，B.，C.，D.，4、用如圖甲電路測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻起保護(hù)作用，除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：A.電流表（量程0.6A）B.電壓表（量程3V）C.定值電阻（阻值1Ω、額定功率5W）D.定值電阻（阻值10Ω、額定功率10W）E.滑動(dòng)變阻器（范圍0~10Ω、額定電流2A）F.滑動(dòng)變阻器（范圍0~100Ω、額定電流1A）（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，定值電阻應(yīng)選擇____，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選擇_____.（2）如圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖像，由圖可知，電源的電動(dòng)勢__V，內(nèi)阻___Ω.5、：量程10mA，內(nèi)電阻為100Ω；：量程0.4A，內(nèi)電阻為1.5Ω；：電阻變化范圍0~999.9Ω；R：電阻變化范圍0~20Ω；E.開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干（1）將電流表G改裝成2V的電壓表，則與G串聯(lián)的電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為_______。（2）將改裝后的電流表G和電流表A接入電路，為了讓測量及結(jié)果更方便準(zhǔn)確，應(yīng)選擇的電路是__.（3）若選擇正確的與電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到電流表G和A的幾組數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)繪出了圖線如上圖所示（分別對應(yīng)電流表G和A的示數(shù)），分析圖線可知，干電池的電動(dòng)勢為____V，內(nèi)電阻為____Ω。（保留三位有效數(shù)字）6、某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定一種電池的電動(dòng)勢(電動(dòng)勢大約在9V左右,內(nèi)阻約為50Ω)。已知該電池允許輸出的最大電流為150mA。該同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖中電壓表的內(nèi)阻約為2kΩ,R為電阻箱,阻值范圍0~9999Ω,R0是定值電阻,阻值為20Ω,起保護(hù)電路的作用。（1）連接好電路后,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,電壓表的某一次偏轉(zhuǎn)如圖乙所示,其讀數(shù)為___V.（2）改變電阻箱的阻值,取得多組數(shù)據(jù),電壓表的示數(shù)為U,電阻箱的示數(shù)為R,做出上圖所示的圖線,則根據(jù)該同學(xué)所做出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢E=_____V,內(nèi)阻r=_____Ω.(保留兩位有效數(shù)字)（3）用該電路測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的原因是__________。8、小明為了測出水果電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，若實(shí)驗(yàn)室除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇：(量程為0～0.6mA，內(nèi)阻)(量程為0～600μA，內(nèi)阻未知)C.電阻箱()(1)為了能盡可能準(zhǔn)確測定“水果電池”的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇________.(2)小明利用下面的電路圖測出不同的電阻值下對應(yīng)的電流值作出與1/I圖像則由圖線可以得到被測水果電池的電動(dòng)勢_____V，內(nèi)阻_____。(保留兩位有效數(shù)字)8、某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路,測量定值電阻的阻值、電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,使用的器材有:待測定值電阻R1(約幾歐)、待測電源E、電流表A、電阻箱R2(0999.9Ω)、開關(guān)兩個(gè)及導(dǎo)線若干。（1）.請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖中完成實(shí)物電路的連接_____;（2）.測量R1的值時(shí),閉合開關(guān)S1前,調(diào)節(jié)R2至____(填“最大值”或“最小值"),然后閉合開關(guān)S1和S2,調(diào)節(jié)R2使電流表示數(shù)為I,此時(shí)R2的值為7.8Ω;再斷開S2,將R2調(diào)到5.8Ω時(shí),電流表示數(shù)也為I,則R的值為___Ω。（3）測量電源電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r時(shí),閉合開關(guān)S1、斷開S2,調(diào)節(jié)R2,得到R2和對應(yīng)電流I的多組數(shù)據(jù),作出圖象如上圖所示,則電源電動(dòng)勢E=_____,內(nèi)阻r=______(保留兩位有效數(shù)字).若電流表A內(nèi)阻不可忽略,則r的測量值____(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值?！敬鸢浮?、A2、A3、（1）甲（2）（3）1.40（1.401.50均可）；（4）C4、（1）C；解析：（1）由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會(huì)使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大，所以定值電阻選C；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的最大電阻應(yīng)為，變阻器應(yīng)選擇的阻值范圍是0~10Ω，所以滑動(dòng)變阻器選E；（2）根據(jù)閉合電路歐姆可得，由圖示電源的圖像可知，電源的電動(dòng)勢為，圖像斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻為。5、（1）電阻箱的精確度為，將電流表G改裝成電壓表，需要串聯(lián)一個(gè)大電阻，其阻值為故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。（2）由于電流表的內(nèi)阻已知，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，采用電流表相對于電源內(nèi)接的方式，故選b。（3）由閉合電路歐姆定律可得整理得由圖可得解得當(dāng),時(shí)，代入解得（1）6.0;