2012高二物理同步課件：29《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》（新人教版選修3-1）

第二章恒定電流 第第9節(jié)實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻節(jié)實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課前導(dǎo)讀3用作圖法求電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，作UI圖象時(shí)，在坐標(biāo)圖上以_為橫坐標(biāo)，以_為縱坐標(biāo)，作出圖象后，把這條直線(xiàn)用虛線(xiàn)延長(zhǎng)，這條直線(xiàn)與縱軸交點(diǎn)的物理意義是_，與橫軸交點(diǎn)的物理意義是_，直線(xiàn)的斜率的物理意義是_，由此可以看出，用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是_，但要求在測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，作圖象時(shí)必須嚴(yán)格認(rèn)真，且使大多數(shù)的點(diǎn)在這一直線(xiàn)上，不在這一直線(xiàn)上的點(diǎn)大致均勻地分布在直線(xiàn)的兩側(cè)，才能從圖象中找出正確的結(jié)論和準(zhǔn)確的答案4測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的其他方法：(1)依據(jù)E_.(2)依據(jù)E_. 知識(shí)解惑知識(shí)解惑 實(shí)驗(yàn)原理及方法1實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量原理圖如右圖所示，由閉合電路的歐姆定律可得電池的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r、路端電壓U、電流強(qiáng)度I間的關(guān)系：UEIr對(duì)于一定的電池，E和r都是確定的，所以改變R的阻值，測(cè)得多阻U、I值，代入式，可分別得到U1EI1rU2EI2rU3EI3r以上方程兩兩組成方程組，可求得多組E、r值，取其平均值作為電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻值的大小2實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)電池(干電池)，電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)等3實(shí)驗(yàn)步驟(1)按右圖把器材連接好，注意選取適當(dāng)?shù)碾娏鞅?、電壓表的量?2)把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片移到一端，使接入電路部分的電阻最大(3)閉合開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)(4)用同樣的方法，測(cè)量并記錄幾組U、I數(shù)值并記錄下來(lái)(5)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)、整理好器材(6)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)繪制UI圖線(xiàn)，所得圖線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)與U軸交點(diǎn)即為電源電動(dòng)勢(shì)E，圖線(xiàn)斜率的絕對(duì)值即為電池的內(nèi)阻r(也可解方程組計(jì)算出E、r)4注意事項(xiàng)(1)為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過(guò)一段時(shí)間的1號(hào)干電池或水果電池)(2)由于干電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象嚴(yán)重，電動(dòng)勢(shì)會(huì)明顯下降，內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，故實(shí)驗(yàn)中不能將電流調(diào)得過(guò)大(長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過(guò)0.3 A，短時(shí)間放電不宜超過(guò)0.5 A)，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源；水果電池的內(nèi)阻變化也比較明顯，測(cè)量前應(yīng)做好充分準(zhǔn)備，測(cè)量盡量迅速，在內(nèi)阻發(fā)生較大變化之前結(jié)束測(cè)量(3)實(shí)驗(yàn)中U取值不能太小，一般不得小于1 V，測(cè)得的U、I值不少于5組，且變化范圍要大一些，解方程組求解E、r值時(shí)，取1、4組，2、5組，3、6組求解后，求平均值(4)畫(huà)UI圖線(xiàn)時(shí)，要盡量使多數(shù)點(diǎn)落在直線(xiàn)上，不在直線(xiàn)上的點(diǎn)均勻分布在直線(xiàn)兩側(cè)(5)縱坐標(biāo)可不從零開(kāi)始，如右圖所示，計(jì)算內(nèi)阻時(shí)，要在直線(xiàn)上取兩較遠(yuǎn)點(diǎn)用r求出(橫坐標(biāo)必須從零開(kāi)始)在用電壓表和電流表測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)如下圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量得出如下的數(shù)據(jù).U/V1.361.321.301.281.241.20I/A0.220.280.340.400.460.50(1)試在圖乙的坐標(biāo)系中作出實(shí)驗(yàn)得到的UI圖象(2)用繪制的UI圖象得出所測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)V；電源的內(nèi)電阻為_(kāi).解析：如下圖所示畫(huà)圖時(shí)注意這些點(diǎn)應(yīng)均分在直線(xiàn)的兩側(cè)(2)讀出縱坐標(biāo)上的截距為1.48(得出1.46 V1.50 V均為正確)；計(jì)算出該直線(xiàn)的斜率為0.52，注意與橫軸相交的不是原點(diǎn)(得到0.50 0.60 均為正確)答案：(1)如上圖所示(2)1.48(得出1.46 V1.50 V均為正確)0.52(得出0.50 0.60 均為正確)變式遷移變式遷移 用右圖的電路測(cè)定一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻因蓄電池內(nèi)阻非常小，為防止調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用了一個(gè)保護(hù)電阻R0.除蓄電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：A電流表(量程0.6 A、3 A)B電壓表(量程3 V、15 V)C定值電阻(阻值1 、額定功率5 W)D定值電阻(阻值10 、額定功率10 W)E滑動(dòng)變阻器(阻值范圍010 、額定電流2 A)F滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0200 、額定電流1 A)(1)電流表和電壓表各選哪個(gè)？(2)定值電阻選用哪個(gè)？滑動(dòng)變阻器選用哪個(gè)？試說(shuō)明你選擇的理由解析：先由電源的電動(dòng)勢(shì)E2.0 V(一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì))分析，電壓表的量程應(yīng)選3 V擋，若選15 V擋則不便讀數(shù)定值電阻只有兩個(gè)，若選用R010 的電阻，則線(xiàn)路上的電流最大為0.2 A，但電流表的最小量程為0.6 A，讀數(shù)也不準(zhǔn)確，故應(yīng)選R01 的定值電阻滑動(dòng)變阻器接入電路后，改變其阻值時(shí)，應(yīng)使線(xiàn)路中電流有明顯的改變，若阻值過(guò)大，反而不利于調(diào)節(jié)，故選用R10 的變阻器由于定值電阻R0與滑動(dòng)變阻器R已選，則可知電流表選量程為0.6 A擋答案：(1)00.6 A03 V(2)定值電阻選用R01 滑動(dòng)變阻器選用R10 知能演練知能演練 基礎(chǔ)鞏固基礎(chǔ)鞏固1測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻是用新電池好還是用舊電池好？用舊電池好，舊電池的內(nèi)阻比較大，容易測(cè)量2隨身聽(tīng)用電池當(dāng)電源，連續(xù)幾個(gè)小時(shí)地播放磁帶，音質(zhì)就會(huì)發(fā)生明顯的改變，節(jié)奏變慢、音調(diào)變低，也就是說(shuō)電池不能用了；但改聽(tīng)收音機(jī)時(shí)，仍能正常收聽(tīng)，這是為什么呢？播放磁帶時(shí)，耗電荷量比較大，連續(xù)幾個(gè)小時(shí)地播放，電池內(nèi)阻變得比較大，導(dǎo)致路端電壓變小，達(dá)不到播放磁帶的供電電壓，也就無(wú)法正常工作了；當(dāng)改聽(tīng)收音機(jī)時(shí)，因?yàn)槭找魴C(jī)的工作電流很小，雖然電池的內(nèi)阻變大了，但內(nèi)電壓很小，路端電壓仍能滿(mǎn)足收音機(jī)的工作電壓，所以收音機(jī)能正常收聽(tīng)祝祝您您