人教版物理選修3-1《實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻》導(dǎo)學(xué)案(含答案)

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1、《測定電池的電動勢和內(nèi)阻》導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 測電源的電動勢和內(nèi)阻。 【重點難點】 用電壓表和電流表測電源的電動勢和內(nèi)阻；作圖處理實驗數(shù)據(jù)。 【學(xué)法指導(dǎo)】 認真觀察實驗，掌握用電壓表和電流表測電源電動勢和內(nèi)阻的原理和方法，體會作圖處 理實驗數(shù)據(jù)的方法和優(yōu)點 【知識鏈接】 閉合電路歐姆定律的內(nèi)容是什么？路端電壓U和干路電流I的關(guān)系式以及圖象是什么？ 【學(xué)習(xí)過程】 (1 )用電壓表、電流表、可變電阻 (如滑動變阻器)測量。如圖 1所示：測出兩組U、I 值，就能算出電動勢和內(nèi)阻。原理公式: E=U+Ir (2 )用電流表、電阻箱測如圖 原理公式：E= I (

2、R+ r) 2所示：測出兩組 I、R值，就能算出電動勢和內(nèi)阻 (3)用電壓表、電阻箱測M。如圖 3所示：測出兩組U、R值，就能算出電動勢和內(nèi)阻 原理公式: E =U Ur。 R 下面以圖1所示的方法介紹實驗步驟和實驗數(shù)據(jù)的處理方法。 2 ?實驗器材 電池(待測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線，坐標(biāo)紙。 3 ?主要實驗步驟 (1)按照圖1把器材連接好。 (2)把滑動變阻器滑片移到電阻 量上(填“最大”或“最小”) 的一端。 (3 )閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電壓表和電流表的讀數(shù)，用同樣 方法測M并記錄幾組」_、匚、值。

3、 (4 )斷開電鍵，整理好器材。 (5)數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上作 U — I圖線，求出E、r U (V) I ( A ) 4 ?注意事項：關(guān)于圖象法處理數(shù)據(jù) 將多組U、I數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，利用圖線求解電動勢和內(nèi)阻。 ① 縱軸是路端電壓，橫軸是干路電流， U=E-Ir,圖線是傾斜向下的宜線。 ②電阻的伏安特性曲線中，U與I成正比，前提是 R保持一定，而這里的 U-I圖線中，E、 r不 變，外電阻R改變，正是R的變化，才有I和U的變化。 且分 ③ 實驗中至少得到5組以上數(shù)據(jù)，畫在坐標(biāo)紙上擬合出一條宜線。要使多數(shù)點落在

4、宜線上， 布在宜線兩側(cè)的點個數(shù)大致相等。 ④將圖線延長，縱軸截距意味 著斷路情況，它的數(shù)值等于電動勢E。橫軸截距（路端電壓 U=0 ）意味著短路情況，它的數(shù)值等于短路電流 【特別提醒】 ① 兩個截距點均無法用實驗宜接測到，是利用得到的圖線向兩側(cè)延長得到的。 ② 由于r一般很小，得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測M結(jié)果準確，縱軸的坐 從零開始，計算r時選取宜線上相距較遠的兩點求得。 【訓(xùn)練測試】 1?在測定電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，除需用導(dǎo)線和開關(guān)外，下述各組器材可完成 實驗的是（） 標(biāo)一般不 ⑴ ⑶ （5）伏特表和變阻器 （6）伏特表、安培表和變阻器 伏特

5、表和安培表⑵安培表和電阻箱 安培表和變阻器⑷伏特表和電阻箱 2 ?可用理想電壓表、理想電流表 ？、變阻器R以及電鍵K和導(dǎo)線等器材來測M莫一電 源E的電 動勢和內(nèi)阻？下面給出了四個電路圖，圖中 +、一代表電源的正、負極和電表的正 負接線柱？正確的電路圖是 3 ?在測定電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，有幾個學(xué)生接成了如下圖所示甲、乙、丙、丁四種 閉合K,滑動頭P左右移動時，（伏特表、安培表視為理想） 電路，當(dāng)

6、 甲 丙 乙 會出現(xiàn)安培表示數(shù)可變，伏特表示數(shù)始終為零情況的是電路圖 (2) 會出現(xiàn)安培表示數(shù)為零，伏特表示數(shù)不變的是電路圖 (3)會使安培表燒壞的是電路圖 (4)會使安培表示數(shù)不變，伏特表示數(shù)可變的是電路圖 E及電阻Rx. 4 ?圖中，R為已知電阻，Rx為待測電阻，Ki為單刀單擲開關(guān)，K2為單

7、刀雙擲開關(guān)，V為電壓表 (內(nèi)阻極大)，E為電源(內(nèi)阻不可忽略)？現(xiàn)用圖中電路測M電源電動勢 E (1)寫出操作步驟 ⑵由R及測得的可得E= , Rx = 5 ?測星“水果電池”的電動勢和內(nèi)電阻：將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內(nèi)，就構(gòu)成了簡單 3mA.現(xiàn)用M程合適的電壓表、 的“水果電池”，具電動勢約 1.5V,可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5V,額 定電流為0.3A的 手電筒上的小燈泡？原因是流過小燈泡的電流太小了，經(jīng)實驗測得還不足 定“水果電池”的電動勢和內(nèi)電阻 電流表以及滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等實驗器材盡量精確地測 1J0 K 1.00^ —

8、— (1)若給出的滑動變阻器有兩種規(guī)格：A(0? 30 Q) B(0? 30k Q).本實驗中應(yīng)該選用哪種 規(guī)格的滑動變阻器？答 (2)在實驗中根據(jù)電壓表的示數(shù)U 與電流表的示數(shù)I 的值，經(jīng)描點、連線得到 U - I 圖象， 如圖所示，根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，則“水果電池”的電動勢的內(nèi)電阻分別為 E=V r 【參考答案】 1格案：(2)、⑷、(6) U 解析：由閉合電路歐姆定律的公式：E= U + Ir = l(R+ r) = U + ~ r 可得出測量E， r 的幾種基本方法： ①改變R,測M兩組U、|值，聯(lián)立解得； ② 已知不同的R 值，分別測出電流I ，聯(lián)立解得； ③

9、已知不同的R 值，分別測出電壓U ，聯(lián)立解得. 2 ?答案：B 解析：本題考查的是電路中儀器的基本知識和基本能力要求?電源的正極應(yīng)與電壓表和 . 3 ?答案：⑴丁(2) 乙( 3) 甲⑷丙 4 .答案：(1)①Ki斷開，K2接到a端，記下電壓表的讀數(shù)Ui；②K2仍接到a端，閉合 U3 Ki,記下電壓表的讀數(shù) U2；③Ki仍閉合，K2接至U b端，記下電壓表的讀數(shù)U3.(2)Ui;二~ U2—U3 R 5 . 答案： (i)B (2)i.5500 【學(xué)習(xí)反思】 利用電壓表、電流表、可變電阻( 如滑動變阻器) 測量 ( 如圖 i 所示 ) 電動勢和內(nèi)阻的實 驗中，由于電壓表、電流表的內(nèi)阻會帶來系統(tǒng)誤差。試分析系統(tǒng)誤差來源于什么？用圖象法 分析測量值 是偏大還是偏小 ?