人教版物理選修3-1《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》導(dǎo)學(xué)案(含答案)

測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。【重點(diǎn)難點(diǎn)】用電壓表和電流表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；作圖處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。【學(xué)法指導(dǎo)】認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)，掌握用電壓表和電流表測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理和方法，體會(huì)作圖處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法和優(yōu)點(diǎn)【知識(shí)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(dòng)變阻器)測(cè)量。如圖1所示：測(cè)出兩組U、I值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。原理公式:E=U+Ir(2 )用電流表、電阻箱測(cè)如圖原理公式：E= I ( R+ r)2所示：測(cè)出兩組I、R值，就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(3)用電壓表、電阻箱測(cè)M。如圖 3所示：測(cè)出兩組U、R值，就能算出電動(dòng)勢(shì)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(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。2 ?實(shí)驗(yàn)器材電池(待測(cè)電源)、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線，坐標(biāo)紙。3 ?主要實(shí)驗(yàn)步驟(1)按照?qǐng)D1把器材連接好。(2)把滑動(dòng)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(dòng)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(cè)M并記錄幾組_、匚、值。(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、rU (V)I ( A )4 ?注意事項(xiàng)：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(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 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。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 實(shí)驗(yàn)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(diǎn)落在宜線上， 布在宜線兩側(cè)的點(diǎn)個(gè)數(shù)大致相等。將圖線延長(zhǎng)，縱軸截距意味著斷路情況，它的數(shù)值等于電動(dòng)勢(shì)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】 兩個(gè)截距點(diǎn)均無法用實(shí)驗(yàn)宜接測(cè)到，是利用得到的圖線向兩側(cè)延長(zhǎng)得到的。 由于r一般很小，得到的圖線斜率的絕對(duì)值就較小。為了使測(cè)M結(jié)果準(zhǔn)確，縱軸的坐從零開始，計(jì)算r時(shí)選取宜線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求得?！居?xùn)練測(cè)試】1?在測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，除需用導(dǎo)線和開關(guān)外，下述各組器材可完成 實(shí)驗(yàn)的是（）標(biāo)一般不（5）伏特表和變阻器（6）伏特表、安培表和變阻器伏特表和安培表安培表和電阻箱安培表和變阻器伏特表和電阻箱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(cè)M莫一電源E的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？下面給出了四個(gè)電路圖，圖中 +、一代表電源的正、負(fù)極和電表的正負(fù)接線柱？正確的電路圖是3 ?在測(cè)定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，有幾個(gè)學(xué)生接成了如下圖所示甲、乙、丙、丁四種 閉合K,滑動(dòng)頭P左右移動(dòng)時(shí)，（伏特表、安培表視為理想）電路，當(dāng)甲丙乙會(huì)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(huì)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(huì)使安培表燒壞的是電路圖 (4)會(huì)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(cè)電阻，Ki為單刀單擲開關(guān)，K2為單刀雙擲開關(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(cè)M電源電動(dòng)勢(shì)E(1)寫出操作步驟由R及測(cè)得的可得E= , Rx =5 ?測(cè)星“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)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(jiǎn)單3mA.現(xiàn)用M程合適的電壓表、的“水果電池”，具電動(dòng)勢(shì)約 1.5V,可是這種電池并不能點(diǎn)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(shí)驗(yàn)測(cè)得還不足定“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻電流表以及滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材盡量精確地測(cè)1J0 K1.00(1)若給出的滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格：A(0? 30 Q) B(0? 30k Q).本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用哪種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器？答(2)在實(shí)驗(yàn)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(diǎn)、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(dòng)勢(shì)的內(nèi)電阻分別為 E=V r【參考答案】1格案：(2)、(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(cè)量E， r 的幾種基本方法：改變R,測(cè)M兩組U、|值，聯(lián)立解得； 已知不同的R 值，分別測(cè)出電流I ，聯(lián)立解得； 已知不同的R 值，分別測(cè)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(shí)和基本能力要求?電源的正極應(yīng)與電壓表和.3 ?答案：丁(2) 乙( 3) 甲丙4 .答案：(1)Ki斷開，K2接到a端，記下電壓表的讀數(shù)Ui；K2仍接到a端，閉合U3Ki,記下電壓表的讀數(shù) U2；Ki仍閉合，K2接至U b端，記下電壓表的讀數(shù)U3.(2)Ui;二U2U3R5 . 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(dòng)變阻器) 測(cè)量 ( 如圖 i 所示 ) 電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于電壓表、電流表的內(nèi)阻會(huì)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(cè)量值是偏大還是偏小 ?