高中電動勢優(yōu)秀教案

第9節(jié)　實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻。

第9節(jié)實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻
要點實驗基礎(chǔ)知識
1．實驗步驟
(1)電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按圖連接好電路．
(2)把變阻器的滑動片移到使阻值最大的一端．
(3)閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I，U)，用同樣方法測量幾組I、U值，記錄在自己設(shè)計的表格中．
(4)打開電鍵，整理好器材．
(5)處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)電阻的值．
2．注意事項
(1)使用內(nèi)阻大些(用過一段時間)的干電池，在實驗中不要將I調(diào)得過大，一般不超過0.5A，每次讀完U、I讀數(shù)立即斷電，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象過重，E、r明顯變化．
(2)測出不少于6組(I，U)數(shù)據(jù)，且U、I變化范圍盡量大些．
(3)在畫U—I圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)，而不要顧及個別離開較遠的點以減小偶然誤差．
(4)干電池內(nèi)阻較小時U的變化較小，坐標圖中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如圖2－9－5甲所示的狀況，下部分大面積空間得不到利用，為此可使縱坐標不從零開始，如圖乙所示，縱坐標不從零開始，把縱坐標的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小些．此時圖線與橫軸交點不表示短路電流，計算內(nèi)阻要在直線上任取兩個相距較遠的點，用r＝|ΔUΔI|計算出電池的內(nèi)阻r.
圖2－9－5
(5)合理地選擇電壓表與電流表的量程可以減小讀數(shù)誤差，電壓表選取0～3V量程，電流表選取0～0.6A量程.

1.U—I圖象的斜率和截距的物理意義是什么？
圖2－9－6
我們用U—I圖象處理實驗數(shù)據(jù)，得到了一條以點A(與縱軸U的交點)和點B(與橫軸I的交點)為端點的斜線U＝E－Ir(如圖2－9－6所示)，那么，應(yīng)該如何認識這條直線的物理意義？
對于點A，從坐標可以看出，電流I＝0，這時電路處于斷路狀態(tài)，因此縱坐標UA＝E.而UA也是直線的截距，則圖象的截距表示了電源的電動勢．
對于點B，從坐標可以看出，路端電壓U＝0，這時電路處于短路狀態(tài)，因此橫坐標為短路電流I短，一般電源的內(nèi)電阻都較小，因此短路電流很大，容易燒壞電源，甚至引起火災(zāi)等不良后果，應(yīng)避免短路現(xiàn)象的發(fā)生．
由圖象可求得直線的斜率(即斜線與橫軸I的夾角α的正切)
tanα＝OAOB＝0－EI－0＝－r
這與歐姆定律的直線方程U＝E－Ir的斜率k＝－r一致．可見，U—I圖象的斜率的絕對值就是電源內(nèi)電阻的數(shù)值．這就是斜率k＝tanα的物理意義．
2．本實驗如何進行誤差分析？
(1)第一種實驗線路(課本上的測量電路)
U＝E－Ir中I是通過電源的電流，而本實驗用圖2－9－7所示的電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表分流IV，使電流表示值I測小于電池的輸出電流I真．
因為I真＝I測＋IV，而IV＝URV，U越大，IV越大，U趨于零時，IV也趨于零．
圖2－9－7
圖2－9－8

所以它們的關(guān)系可用圖2－9－8表示，測量圖線為AB，真實圖線為A′B.
由圖線可看出r和E的測量值都小于真實值．
r測r真，E測E真
(2)第二種實驗線路
測量電源電動勢和內(nèi)阻的第二種接法，如圖2－9－9所示．
圖2－9－9
圖2－9－10
由于電流表的分壓作用，因為U真＝U測＋UA′＝U測＋IRA，RA為電流表的內(nèi)阻，這樣在U—I圖線上對應(yīng)每一個I應(yīng)加上一修正值ΔU＝IRA，由于RA很小，所以在I很小時，ΔU趨于零，I增大，ΔU也增大，理論值與測量值的差異如圖2－9－10所示．
由圖可知：E測＝E真，r測r真(內(nèi)阻測量誤差非常大)．實際測量時應(yīng)選電路圖2－9－7.

一、實驗基本操作
【例1】某學生用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內(nèi)阻時，所用滑動變阻器的阻值為0～20Ω，連接電路的實物圖如圖2－9－11所示．
圖2－9－11
該學生接線中錯誤的和不規(guī)范的做法是()
A．滑動變阻器不起變阻作用
B．電流表接線有錯
C．電壓表量程選用不當
D．電壓表接線不妥
答案AD
解析實物圖中，滑動變阻器的兩個固定端被接入電路，滑片移動時，變阻器不起變阻作用，選A項．
電流表和電壓表只允許從電表的正接線柱流入，負接線柱流出，故圖中電壓表接線錯誤，電流表接線正確．故選D項，不選B項．
一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，電壓表選用0～3V量程是正確的，故不選C項．
圖中電壓表直接和電池并聯(lián)，即使開關(guān)斷開，電壓表仍有示數(shù)，開關(guān)不能控制整個電路，從這個角度看出應(yīng)選D項．
二、數(shù)據(jù)處理方法
【例2】下面是在測某電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中記錄的六組數(shù)據(jù)．請在直角坐標系中畫出U—I圖，并根據(jù)圖象算出待測電池的電動勢和內(nèi)阻.
U/V1.371.321.241.181.101.05
I/A0.120.200.310.320.500.57
答案圖象見解析圖1.46V0.72Ω
解析建立坐標系，利用描點法畫出U—I圖象，如圖所示．第四個點明顯偏離，可見誤差太大，應(yīng)舍去．直線與縱軸的交點坐標即為電源的電動勢E＝1.46V．由閉合電路的歐姆定律E＝U＋Ir，將直線上的點(1.10,0.50)的坐標U＝1.10V，I＝0.50A代入得內(nèi)阻r＝0.72Ω.

1.做電學實驗時，元件位置放置原則是：電表的位置利于觀察、開關(guān)和滑動變阻器等要操作的器件放在便于操作的地方，以下幾種測電池電動勢和內(nèi)電阻的實驗電路各器件布列方案的俯視圖中，其中最佳方案是()
A．變阻器
電壓表電流表
電池開關(guān)
實驗者
B.電池電壓表電流表
開關(guān)變阻器
實驗者
C.開關(guān)電池
變阻器
電壓表電流表
實驗者
D．開關(guān)電池
電壓表電流表變阻器
實驗者
答案B
2.
圖2－9－12
如圖2－9－12所示是根據(jù)某次實驗記錄數(shù)據(jù)畫出的U—I圖象，下列關(guān)于這個圖象的說法中正確的是()
A．縱軸截距表示待測電源的電動勢，即E＝3V
B．橫軸截距表示短路電流，即I短＝0.6A
C．根據(jù)r＝EI短，計算出待測電源內(nèi)阻為5Ω
D．根據(jù)r＝|ΔUΔI|，計算出待測電源內(nèi)阻為1Ω
答案AD
3．某同學采用如圖2－9－13所示的電路測定電源電動勢和內(nèi)阻，已知有干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約2Ω)，電壓表(0～3V,3kΩ)，電流表(0～0.6A,1.0Ω)，滑動變阻器R1(10Ω，2A)和R2(100Ω，0.1A)各一只．

圖2－9－13
(1)實驗中滑動變阻器應(yīng)選用________(選填“R1”或“R2”)．
(2)在圖乙中用筆畫線代替導線連接實驗電路．
(3)在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的U—I圖象，由圖可較準確地求出電源電動勢E＝______V；內(nèi)阻r＝________Ω.
答案(1)R1(2)見解析圖(3)1.48(1.47～1.49均正確)1.79(1.78～1.90均正確)
解析(1)電路中最大電流I＝Er＝1.5V2Ω＝0.75A．R2的額定電流小于0.75A，同時R2阻值遠大于電源內(nèi)阻r，不便于調(diào)節(jié)，所以變阻器用R1.
(2)如下圖所示．
(3)將圖線延長，交于縱軸，則縱截距即為電動勢E＝1.48V(1.47～1.49V均正確)
r＝ΔUΔI，可得r＝1.79Ω(1.78～1.90Ω均正確)

題型一測量原理和數(shù)據(jù)處理
在“測定一節(jié)干電池電動勢和內(nèi)阻”的實驗中
(1)第一組同學利用如圖1(a)的實驗裝置測量，電壓表應(yīng)選擇量程________(填“3V”或“15V”)，實驗后得到了如圖(b)的U—I圖象，則電池內(nèi)阻為________Ω.(電壓表、電流表均為理想電表)
(2)第二組同學也利用圖(a)的連接測量另一節(jié)干電池，初始時滑片P在最右端，但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表有讀數(shù)，于是該組同學分別作出了電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖，如圖(c)所示，則根據(jù)圖象可知，電池的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω.
圖1
思維步步高在圖(b)中，圖象的橫坐標和縱坐標的物理意義是什么？圖線和橫縱坐標的交點的物理意義是什么？0.30A是不是短路電流？在圖(c)中，0～5cm電壓表和電流表的示數(shù)為什么不發(fā)生變化？怎樣根據(jù)圖象求解電源電動勢和內(nèi)阻？
解析在圖(b)中，圖象的橫坐標和縱坐標的物理意義分別是路端電壓和干路電流，由于圖象的縱坐標不是從0開始變化，所以圖線和縱坐標的交點是電源電動勢，但是橫坐標不是短路電流，電源內(nèi)阻應(yīng)該為：r＝ΔUΔI.在圖(c)中，0～5cm電壓表和電流表的示數(shù)由于滑動變阻器斷路而不發(fā)生變化，可以根據(jù)兩組相對應(yīng)的路端電壓和干路電流值列方程求解電動勢和內(nèi)阻．
答案(1)3V1.5(2)1.51
測量電動勢和內(nèi)阻的實驗數(shù)據(jù)處理常見問題：①用縱坐標表示路端電壓，橫坐標表示干路電流，其中和縱坐標的交點是電源電動勢，和橫坐標的交點不一定是短路電流．電壓變化量和電流變化量的比值表示內(nèi)阻．②誤差如果采用圖(a)的接法，則誤差來源于電流表的分壓，電源電動勢的測量值等于真實值，內(nèi)阻的測量值大于真實值.
題型二實驗的延伸考查
同學們知道，將兩個金屬電極插入任何一個水果中就可以做成一個水果電池，但日常生活中我們很少用“水果電池”，這是為什么呢？某學習小組的同學準備就此問題進行探究．
(1)
圖2
同學們通過查閱資料知道將鋅、銅兩電極插入水果中，電動勢大約會有1伏多一點．曉宇同學找來了一個土豆做實驗，當用量程為0～3V、內(nèi)阻約50kΩ的伏特表測其兩極時讀數(shù)為0.96V．但當他將四個這樣的水果電池串起來給標值為“3V，0.5A”的小燈泡供電時，燈泡并不發(fā)光．檢查燈泡、線路均沒有故障，而用伏特表測量其電壓確實能達到1V多．據(jù)您猜想，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因應(yīng)當是：____________________________(不要求寫分析、推導過程)．
(2)若實驗室除了導線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇：
A．電流表A1(量程為0～0.6A，內(nèi)阻為1Ω)
B．靈敏電流表A2(量程為0～0.6mA，內(nèi)阻為800Ω)
C．靈敏電流表A3(量程為0～300μA，內(nèi)阻未知)
D．滑動變阻器R1(最大阻值約10Ω)
E．滑動變阻器R2(最大阻值約2kΩ)
F．定值電阻(阻值2kΩ)
G．變阻箱(0～9999Ω)
①為了能盡可能準確測定“土豆電池”的電動勢和內(nèi)阻，實驗中應(yīng)選擇的器材是________(填器材前的字母代號)．
②畫出應(yīng)采用的電路．
思維步步高電池給燈泡供電，燈泡不亮的原因是什么？要想測量電源電動勢及內(nèi)阻，需要測量路端電壓和干路電流，該問題中沒有電壓表，需要怎樣進行處理？電阻箱能夠起到什么作用？
解析電池給燈泡供電，燈泡不亮是因為電路中電流很小，燈泡實際工作的功率很小，要想測量電源電動勢及內(nèi)阻，需要測量路端電壓和干路電流，電流表有提供，要采用量程較小(電路中電阻很大)，已知電阻(內(nèi)阻測量值減去電流表內(nèi)阻等于真實值)的電流表，所以選擇靈敏電流表A2.靈敏電流計和電阻箱串聯(lián)后可以當作電壓表使用．
答案(1)水果電池的內(nèi)阻太大(2)①B、G②如下圖所示
本題考查測電池的電動勢和內(nèi)阻實驗、閉合電路歐姆定律等知識，考查邏輯推理能力、分析綜合能力和實驗探究能力．要注意實驗的變形之后仍然從原理出發(fā)分析，找出“新實驗”的原理.
一、選擇題

1．如圖3所示，
圖3
甲、乙為兩個獨立電源的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系圖象，下列說法中正確的是()
A．路端電壓都為U0時，它們的外電阻相等
B．電流都是I0時，兩電源的內(nèi)電壓相等
C．電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢
D．電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻
答案AC
2．用圖象法計算電動勢和內(nèi)電阻時，先要描點，就是在U—I坐標系中描出與每組I、U值對應(yīng)的點，以下說法中正確的是()
A．這些點應(yīng)當準確地分布在一條直線上，即U—I圖線應(yīng)通過每個點
B．這些點應(yīng)當基本上在一條直線上，由于偶然誤差不能避免，所以U—I圖線不可能通過每一個點
C．不在U—I圖線上的點應(yīng)當大致均衡地分布在圖線兩側(cè)
D．個別偏離直線太遠的點，應(yīng)當舍去
答案BCD
解析用描點法畫圖象時，應(yīng)使這些點基本在一條直線上，且大致均衡地分布在圖線兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點是由于偶然誤差造成的，應(yīng)當舍去．
3．在測定電池的電動勢和內(nèi)電阻實驗的實物連接圖中(如圖4)，電流表和電壓表的正接線柱都尚未連接，為了做這個實驗，應(yīng)該把()
圖4
A．電流表的正接線柱與c點相連
B．電流表的正接線柱與b點相連
C．電壓表的正接線柱與a點相連
D．電壓表的正接線柱與c點相連
答案AC
4．用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，下列注意事項中正確的是()
A．應(yīng)選用新的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯
B．應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表
C．移動滑動變阻器的滑片時，不能使滑動變阻器短路，以免造成電流表過載
D．根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作U－I圖象時，應(yīng)通過盡可能多的點畫一條直線，并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)
答案CD
5.
圖5
在用圖5所示的電路測量電池電動勢和內(nèi)阻的實驗中，若有兩只電壓表V1和V2量程相同，內(nèi)阻RV1RV2；兩只電流表A1、A2量程相同，內(nèi)阻RA1RA2，在該實驗中，為了使E、r的測量精確些，選擇的電表可以是()
A．V1和A2B．V2和A2
C．V2和A1D．V1和A1
答案AD
解析首先分析該電路的誤差來源，此種接入電路的方法來源于電壓表分流，即所測得的電流為不準確值(不是干路電流)，所以應(yīng)盡可能避免電壓表分流，應(yīng)選大阻值電壓表．
6．下面給出的用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法中，既能減小偶然誤差，又直觀簡便的方法是()
A．測出兩組I和U數(shù)據(jù)，代入E＝U1＋I1rE＝U2＋I2r方程組，求出E和r
B．測出多組I和U數(shù)據(jù)，代入方程求出幾組E和r，最后求出平均值
C．測出多組I和U數(shù)據(jù)，畫出U—I圖象，根據(jù)圖象求出E和r
D．測出多組I和U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，然后代入公式求出E和r
答案C
7．如圖6所示，
圖6
已知R1＝R2＝R3＝1Ω.當開關(guān)S閉合后，電壓表的讀數(shù)為1V；當開關(guān)S斷開后，電壓表的讀數(shù)為0.8V，則電池的電動勢等于()
A．1VB．1.2V
C．2VD．4V
答案C
解析開關(guān)閉合時，R總＝r＋R1＋R2R3R2＋R3＝r＋1.5
將I＝UR1＝1A代入公式得E＝r＋1.5①
開關(guān)斷開時，R總′＝r＋R1＋R3＝r＋2
將I′＝U′R1＝0.8A代入公式得E＝0.8r＋1.6②
解之得E＝2V，r＝0.5Ω
二、實驗計算論述題
8．如圖7所示是測量兩節(jié)干電池組成的串聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)電阻的實驗所用器材，用實線將它們連成實驗電路．
圖7
答案見解析圖
解析
本題考查實驗電路的實物連線．首先畫出實驗電路圖如右圖所示．因為待測電源電動勢約為3V，所以電壓表選用0～3V的量程；干電池的允許電流一般在0.5A左右，所以電流表應(yīng)選用0～0.6A的量程；注意開關(guān)閉合前，要使變阻器接入電路的阻值盡量大些，保護電流表以防燒毀．電壓表不要直接接在電源的兩極上，要受開關(guān)的控制，實物連接圖如下圖所示．
9．為了測量兩節(jié)串聯(lián)干電池的電動勢，某同學設(shè)計了如圖8所示的實驗電路，其中E是待測電池組，內(nèi)阻不能忽略；V1、V2是兩只量程都合適的電表，內(nèi)阻不是很大，且未知；S1、S2是單刀單擲開關(guān)；導線若干．
圖8

(1)請根據(jù)電路圖甲，在圖乙中連線，將器材連成實驗電路．
(2)實驗需要測量的物理量是________________________________________________________________________．
(3)用測出的物理量，導出串聯(lián)電池組電動勢的表達式是____________．
答案(1)如下圖所示
(2)閉合，的讀數(shù)的讀數(shù)；再閉合的讀數(shù)(3)E=
10．利用伏安法測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)有的器材為
干電池：電動勢約1.5V，符號
電壓表：量程1V，內(nèi)阻998.3Ω，符號V
電流表：量程1A，符號A
滑動變阻器：最大阻值10Ω，符號
電阻箱：最大阻值99999.9Ω，符號
單刀單擲開關(guān)1個，符號
導線若干
(1)設(shè)計測量電源電動勢和內(nèi)電阻的電路并將它畫在指定的方框內(nèi)．要求在圖中標出電壓表、電流表的接線柱的正負．

(2)為了滿足本實驗要求并保證實驗的精確度，電壓表量程應(yīng)擴大為原量程的__________倍，電阻箱的阻值應(yīng)為__________Ω.
答案(1)見解析圖(2)2998.3
解析(1)因電源電動勢約為1.5V，而電壓表量程為1V，故電壓表需串聯(lián)電阻箱擴大量程；因電源內(nèi)電阻一般較小，為減小實驗誤差，電路采用電壓表擴大量程后直接跨接在電源兩端，即電流表外接法，電路如下圖所示．
(2)因電源電動勢約為1.5V，故電壓表量程擴大為原量程的2倍，即量程為2V為宜．設(shè)電壓表串聯(lián)電阻為R，則
Ω=998.3Ω

第10節(jié)簡單的邏輯電路
要點一三種基本門電路的邏輯關(guān)系的真值表
注1表示開關(guān)閉合，0表示開關(guān)的斷開；用1表示燈亮，0表示燈滅．
要點二用開關(guān)和燈泡類比門電路
1．類比“與”門
圖2－10－2
如圖2－10－2所示，如果把電鍵A閉合作為條件A滿足，把電鍵B閉合作為條件B滿足，把電燈L亮作為結(jié)果C成立，則“與”邏輯關(guān)系可以示意為：ABC.兩個電鍵都閉合是燈亮的充分且必要條件．
2．類比“或”門
如圖2－10－3所示，如果把電鍵A閉合當作條件A滿足，把電鍵B
圖2－10－3
閉合當作條件B滿足，把電燈L亮當作結(jié)果C成立，則“或”邏輯關(guān)系可以示意為：?
.兩個電鍵都閉合是燈亮的充分但不必要條件．
3．類比“非”門
圖2－10－4
如圖2－10－4所示，如果把電鍵A閉合當作條件A滿足，把電燈L亮當作結(jié)果C成立，把電燈L滅當作結(jié)果—C成立，則正常邏輯關(guān)系為：AC.而“非”邏輯關(guān)系表現(xiàn)為A－C.
4．說明：對于“與”門，“或”門及“非”門電路，只有從反映的邏輯關(guān)系角度理解才能抓住本質(zhì)，另外運用開關(guān)與燈泡的串并聯(lián)關(guān)系進行類比，能更形象地理解三種門電路.
如何進一步認識邏輯門電路？
1．邏輯門電路功能、識圖和種類
由于數(shù)字電路中最基本的元件為電子開關(guān)，它只有兩個狀態(tài)：一是開關(guān)開；二是開關(guān)關(guān)．數(shù)字系統(tǒng)電路中的電子開關(guān)電路就是邏輯門電路．
邏輯門電路又叫邏輯電路，邏輯門電路的特點是只有一個輸出端，而輸入端可以只有一個，也可以有多個，且常常是輸入端多于一個．邏輯門電路的輸入端和輸出端只有兩種狀態(tài)：一是輸出高電位狀態(tài)，此時用1表示，二是輸出低電位狀態(tài)，此時用0表示．
2．二極管“與”門電路的工作原理
圖2－10－5

圖2－10－5是一種由兩只二極管和一只電阻組成的典型“與”門電路．A、B是兩個輸入端，其輸入脈沖的低電勢為0V，高電勢為3V，Y是輸出端．若將低電位用“0”表示，高電位用“1”表示，則該電路的輸入、輸出真值表見下表．你能分析該電路的工作原理嗎？
表二極管“與”門電路真值表
輸入輸出
ABY
000
010
100
111
解析A、B為“與”門的兩個輸入端，Y為輸出端．當A、B都是高電勢“1”時(＋3V)，Y端才是高電位“1”(3.7V)，只要輸入端有一個是低電平“0”(0V)，相應(yīng)的二極管導通，Y點被連接于0.7V，其他輸入端為高電平的二極管都被截止，因為Y端是低電位“0”(約0.7V).

一、簡單邏輯電路
【例1】走廊里有一盞電燈，在走廊兩端各有一個開關(guān)，我們希望不論哪一個開關(guān)接通都能使電燈點亮，那么設(shè)計的電路為()
A．“與”門電路B．“非”門電路
C．“或”門電路D．上述答案都有可能
答案C
解析不論用哪一個開關(guān)接通都能使電燈點亮，這體現(xiàn)了“或”邏輯關(guān)系，故C項正確，A、B、D三項不對．
二、邏輯電路與對應(yīng)的真值表
【例2】如圖2－10－6為邏輯電路圖
圖2－10－6
及其真值表，此邏輯電路為________門電路，在真值表中X處的邏輯值為________.
輸入輸出
ABY
000
011
10X
111
答案或1
解析當開關(guān)A與B都合上時，用電器才工作，為“與”門；不論開關(guān)A或開關(guān)B，只要有一個合上時，用電器就工作，為“或”門；開關(guān)合上，用電器不工作，開關(guān)斷開，用電器反而工作，為“非”門．
從真值表中可以看出，只有B一個合上時，用電器工作，兩個都合上時也工作，所以為“或”門，X應(yīng)為1.
1.
圖2－10－7
如圖2－10－7所示電路為()
A．“與”門電路
B．“或”門電路
C．“非”門電路
D．無法判定
答案C
2．某寢室的4名同學每人都配了一把門鑰匙，各人都可以單獨開門，這體現(xiàn)了()
A．“或”邏輯B．“非”邏輯
C．“與”邏輯D．以上都不是
答案A
3．如圖2－10－8是一個組合邏輯電路，
圖2－10－8
A、B、C為輸入端，Y為輸出端，則在真值表中Y空格從上到下依次填寫都正確的是()

ABCY
000
001
010
011
100
101
110
111
A.00010101B．00000010
C．00101010D．以上答案都不正確
答案C
題型一邏輯原理
兩個人負責安裝一個炸藥包，然后啟爆，兩個人分別控制兩個相串聯(lián)的開關(guān)．只有當兩個人都撤出危險區(qū)，在安全區(qū)把開關(guān)接通時，炸藥包才能爆炸．如果有一個人未撤出危險區(qū)，開關(guān)沒有接通，炸藥包就不能啟爆，這就是“與”的概念．如果用“0”表示不啟爆，“1”表示啟爆，用符號“×”表示“與”的運算符號，則下列運算式正確的是()
A．0×0＝0，表示二人都不啟爆，炸藥包不爆炸
B．0×1＝1，表示一人不啟爆，另一人啟爆，炸藥包爆炸
C．1×0＝1，表示一人啟爆，另一人不啟爆，炸藥包爆炸
D．1×1＝1，表示二人都啟爆，炸藥包爆炸
思維步步高“與門”、“或門”、“非門”的邏輯關(guān)系分別是什么？怎樣起爆才最安全？“與”邏輯關(guān)系中怎樣滿足條件輸出端才是“1”？
解析“與”邏輯關(guān)系表示所有條件都滿足，輸出端才能達到目的．
答案AD
拓展探究或門電路的邏輯關(guān)系可表示為：Z＝A＋B，則下列結(jié)果正確的是()

A．0＋0＝0B．0＋1＝1
C．1＋0＝1D．1＋1＝0
答案ABC
能夠用類比的方式找出幾種邏輯電路的邏輯關(guān)系.
題型二復雜邏輯電路
在如圖1所示的邏輯電路中，當A端輸入電信號“1”、B端輸入電信號“0”時，則在C和D端輸出的電信號分別為()

圖1
A．1和0B．0和1C．1和1D．0和0
思維步步高兩個電路分別是什么邏輯電路？在上面的邏輯電路中，其中一個輸入端是A，另一個輸入端是什么？輸出端的兩個點的邏輯值是什么？
解析當在B端輸入的信號是“0”時，通過非門后信號變成了“1”，所以D端的輸出為“1”．當與門的所有輸入信號都是“1”時，輸出在C端也是“1”．
答案C
拓展探究如圖2所示是一個三輸入端復合門電路，當C端輸入“0”時，A、B端輸入為何時輸出端Y輸出“1”()
圖2
A．00B．01C．10D．11
答案D
復雜邏輯電路都是由簡單邏輯電路組成的，研究該類問題先分析簡單邏輯電路的輸入端和輸出端之間的關(guān)系，然后再進一步的找出最終的輸出情況.

一、選擇題

1．在基本邏輯電路中，何種邏輯門當所有輸入均為0時，輸出不是1()
A．與門電路B．或門電路
C．非門電路D．都不可能
答案AB
2．在數(shù)字電路中，利用的是晶體管的()
A．放大作用B．開關(guān)作用
C．放大和開關(guān)作用D．以上都不是
答案B
3．如圖3所示為溫度報警器的示意圖，下列對此電路的分析正確的是()
圖3
A．當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢降低，Y端的電勢升高，蜂鳴器就會發(fā)出報警聲
B．當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢升高，Y端的電勢降低，蜂鳴器就會發(fā)出報警聲
C．當增大R1時，A端電勢升高，Y端的電勢降低，蜂鳴器就會發(fā)出報警聲
D．當增大R1時，A端電勢降低，Y端的電勢升高，蜂鳴器就會發(fā)出報警聲
答案BC
4．如圖4所示為一個簡單的報警器電路圖，下列說法正確的是()
圖4
A．S1、S2都合上時報警器發(fā)聲
B．S1斷開，S2合上時報警器發(fā)聲
C．S1、S2都斷開時報警器發(fā)聲
D．S1閉合，S2斷開時報警器發(fā)聲
答案D
解析
題目中給了“與”門的符號，表示為“與”門電路，那么只有輸入端均為“1”時，報警器才發(fā)聲．在電路的輸入端標上字母AB，如右圖所示，當S1閉合時，A接+5V，為高電勢，即A輸入為“1”，當S1斷開時，R1無電流通過，A點電勢為0V，輸入為“0”；同理，S2斷開，R2無電流，電勢為+5V，為高電勢，B輸入“1”，S2閉合，B輸入為“0”，由真值表可看出，只有A、B輸入均是“1”時，輸出才是“1”，這樣，S1應(yīng)閉合，S2應(yīng)斷開，報警器才會響.
ABZ
000
010
100
111
二、判斷分析題
5．樓梯過道中的電燈往往采用如圖5所示的電路控制．設(shè)高電壓為“1”，低電壓為“0”，試討論燈泡L的亮暗情況，列出真值表．
圖5

輸入輸出
ABY
答案見解析
解析設(shè)高電壓為“1”低電壓為“0”，由題圖，可知A接低，B接低，燈不亮；A接低，B接高，燈亮；A接高，B接低，燈亮；A接高，B接高，燈不亮，列出真值表如下.

輸入輸出
ABY
000
011
101
110
6.在北京奧運會中，中國舉重隊取得了優(yōu)異的成績，與跳水隊、體操隊、乒乓球隊構(gòu)成了中國四大“夢之隊”．在舉重比賽中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲為主裁判，乙、丙為副裁判，當主裁判和一名以上(包括一名)副裁判認為運動員上舉合格后，才可發(fā)出合格信號．試列出真值表．
答案見解析
解析本題主要考查邏輯關(guān)系的應(yīng)用．設(shè)甲、乙、丙三名裁判的裁決意見為邏輯變量A、B、C.裁決結(jié)果為Y，并且對于A、B、C，設(shè)判上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”，對于Y，設(shè)上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”．根據(jù)題意及上述假設(shè)列出真值表如下表所示.
ABCY
0000
0010
0100
0110
1000
1011
1101
1111
7.如圖6所示，試判斷這是一個什么邏輯門電路，A、B、C閉合時記“1”，斷開時記“0”；P燈亮時記“1”，不亮時記“0”，試完成真值表．
圖6
輸入輸出
ABCP
000
001
010
011
100
101
110
111
答案見解析
解析由圖可知，開關(guān)A、B、C只要有一個閉合，燈泡便亮，所以是“或”門電路，其真值如下表所示.

輸入輸出
ABCP
0000
0011
0101
0111
1001
1011
1101
1111
8.在鐵路與公路的交叉路口，安裝有自動控制的信號燈．當火車來的時候信號燈亮，火車過去時信號燈滅．圖7是這種信號燈的控制電路圖．S1、S2為兩個光控開關(guān)，光照到時接通，沒照到時斷開．只有兩個開關(guān)都接通時，信號燈才是滅的．請在方框內(nèi)畫出符號要求的門電路符號．
圖7

答案見解析
解析開關(guān)閉合時輸入為高電勢，燈亮時輸出為高電勢．所以開關(guān)閉合為“1”，斷開為“0”，燈亮為“1”，燈滅為“0”，則此時門電路的真值表應(yīng)為：
ABY
001
011
101
110
這是與非門真值表，所以框內(nèi)應(yīng)為

延伸閱讀

第6講實驗測定電池的電動勢和內(nèi)阻

一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學生的理解性，作為教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓學生能夠在教學期間跟著互動起來，有效的提高課堂的教學效率。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？經(jīng)過搜索和整理，小編為大家呈現(xiàn)“第6講實驗測定電池的電動勢和內(nèi)阻”，僅供您在工作和學習中參考。

第6講實驗測定電池的電動勢和內(nèi)阻
1．某課題研究小組，選用下列器材測定某型號手機所用鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r.(電動勢約為4V，內(nèi)阻在幾歐到幾十歐之間)
A．電壓表V(量程6V，內(nèi)阻約為6.0kΩ)B．電流表A(量程2mA，內(nèi)阻約為50Ω)
C．電阻箱R(0～999.9Ω)D．開關(guān)S一只、導線若干
(1)某同學從上述器材中選取了電流表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內(nèi)阻，你認為可行嗎？請說明理由：___________________________________________________________.
(2)今用上述器材中的電壓表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內(nèi)阻，請畫出實驗電路圖．
(3)根據(jù)(2)中實驗電路測得的5組U、R數(shù)據(jù)，已在圖7－6－12中1U－1R坐標系中描出了各點，請作出圖象．根據(jù)圖象求得E＝________V，r＝________Ω.
答案：(1)不可行．理由：根據(jù)所給數(shù)據(jù)，電路中電阻箱取最大值，電路中電流大于電流表量程2mA，故不可行
(2)如右圖所示
(3)如下圖所示3.6～3.79.5～10.5
2．為了測定電源電動勢E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R0的阻值，某同學利用DIS設(shè)計了如圖7－6－13所示的電路．閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算機分別描繪了如圖7－6－14所示的M、N兩條U－I直線．請回答下列問題：
(1)根據(jù)圖7－6－14中的M、N兩條直線可知()
A．直線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
B．直線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
C．直線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
D．直線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
(2)圖象中兩直線交點處電路中的工作狀態(tài)是()
A．滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端B．電源的輸出功率最大
C．定值電阻R0上消耗的功率為0.5WD．電源的效率達到最大值
(3)根據(jù)圖7－6－14可以求得定值電阻R0＝________Ω，電源電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.
答案：(1)BC(2)AC(3)2.01.501.0
3.(20xx宜昌調(diào)研)現(xiàn)有一特殊的電池，其電動勢E約為9V，內(nèi)阻r在35Ω～55Ω范圍，最大允許電流為50mA.為測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學利用如圖7－6－15甲所示的電路進行實驗．圖中電壓表的內(nèi)電阻很大，對電路的影響可以不計，R為電阻箱，阻值范圍為0～9999Ω，R0是定值電阻．
(1)實驗室備有的保護電阻R0有以下幾種規(guī)格，本實驗應(yīng)選用()
A．10Ω，2.5WB．50Ω，1.0WC．150Ω，1.0WD．1500Ω，5.0W
(2)該同學接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數(shù)U再改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖7－6－15乙所示的圖線．則根據(jù)該同學所作的圖線可知圖象的橫坐標與縱坐標的比值表示________．
(3)根據(jù)乙圖所作出的圖象求得該電池的電動勢E為________V，內(nèi)電阻r為________Ω.
解析：(1)當R＝0時，應(yīng)該有R0＋r≥95×10－2，即R0≥145Ω可保證電路中電流小于最大允許電流，R0應(yīng)該選擇C，并且選C后R0消耗的最大功率小于1W.
(2)1R0＋R/1U＝I，即回路中的電流．
(3)根據(jù)U＝E－Ir①，
I＝UR0＋R②，
聯(lián)立①②得：1U＝rE1R0＋R＋1E，即：1E＝0.1；rE＝0.600.12.得E＝10V；r＝50Ω.
答案：(1)C(2)回路中的電流(3)1050
4．(2009北京，21)某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池．該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，但是從實驗室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱(最大阻值為999.9Ω，可當標準電阻用)、一只電流表(量程Ig＝0.6A，內(nèi)阻rg＝0.1Ω)和若干導線．
(1)請根據(jù)測定電動勢E和內(nèi)電阻r的要求，設(shè)計圖7－6－16中器件的連接方式，畫線把它們連接起來．

(2)接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄．當電阻箱的阻值R＝2.6Ω時，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖7－6－17所示．處理實驗數(shù)據(jù)時，首先計算出每個電流值I的倒數(shù)1I；再制作R－1I坐標圖，如圖7－6－18所示，圖中已標注出了R，1I的幾個與測量對應(yīng)的坐標點．請你將與圖7－6－17實驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點也標注在圖7－6－18上．
(3)在圖7－6－18上把描繪出的坐標點連成圖線．
(4)根據(jù)圖7－6－18描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.
解析：(1)先設(shè)計實驗電路圖，然后再根據(jù)電路圖連線．由歐姆定律E＝I(R＋r)知，只要知道兩組外電阻和電流值，就可以解出電源電動勢和內(nèi)阻．因此，直接將可變電阻和電流表串聯(lián)在電路中就行．
(2)由電表可讀出此時電流為0.50A，則坐標為(2,2.6)．再在坐標紙上描出該點．
(3)剔除明顯有誤差的點，將其他點用平滑的曲線連接起來，得到一條直線．
(4)將歐姆定律的表達式E＝I(R＋r)變形得R＝EI－r，由此式可知，外電阻和電流的倒數(shù)呈線性關(guān)系．將圖中的直線延長，與縱坐標軸的交點值為－r＝－0.3，則電阻為0.3Ω，直線的斜率為k＝E＝5.6－2.64－2＝1.5V.
答案：(1)見圖甲(2)見圖乙(3)見圖乙
(4)1.5(1.46～1.54)0.3(0.25～0.35)
第4~6講實驗專項訓練
1．如圖7－6－19所示，要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：
A．待測電壓表V(量程3V，內(nèi)阻未知)B．電流表A(量程3A，內(nèi)阻0.01Ω)
C．定值電阻R(阻值2kΩ，額定電流50mA)D．蓄電池E(電動勢略小于3V，內(nèi)阻不計)
E．多用電表F．開關(guān)K1、K2，導線若干
有一同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作：
(1)首先，用多用電表進行粗測，選用×100Ω倍率，操作方法正確．若這時刻度盤上的指針位置如圖甲所示，則測量的結(jié)果是________Ω.
(2)為了更精確地測出此電壓表內(nèi)阻，該同學設(shè)計了如圖乙、丙所示的實驗電路，你認為其中較合理的電路圖是________，合理的理由是___________________________________________.
(3)用你選擇的電路進行實驗時，請簡述實驗步驟：___________________________________________________________________.
(4)用上述所測量的物理量表示電壓表的內(nèi)阻RV＝____________.
解析：(1)題考查歐姆表的讀數(shù)原理．(2)題考查實驗電路圖的設(shè)計．(3)題考查測量電阻的實驗步驟．(4)題考查電阻的計算．根據(jù)(3)的實驗步驟可以列出方程U1＝U2＋U2RVR，解得RV＝U2U1－U2R.
答案：(1)3000
(2)丙乙圖中電流表的示數(shù)太小，誤差太大．丙圖中R的值與電壓表阻值接近，誤差小．
(3)閉合K1，再閉合K2，讀得電壓表示數(shù)U1；再斷開K2，讀得電壓表示數(shù)U2.(其他表述正確也可)
(4)RV＝U2U1－U2R.
2.(2009全國Ⅰ)如圖7－6－20所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標號．在開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮．現(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關(guān)、小燈泡、3根導線以及電路中的各連接點．
(1)為了檢測小燈泡以及3根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應(yīng)當選用多用電表的________擋．在連接點1、2同時斷開
的情況下，應(yīng)當選用多用電表的________擋．
(2)在開關(guān)閉合情況下，若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢，則表明________________________________________________________________________
可能有故障．
(3)將小燈泡拆離電路，寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟．
解析：用多用電表歐姆擋測電阻時必須將其從電路中斷開，在點1和點2已接好的情況下，應(yīng)選用多用電表的電壓擋測量各器材兩端的電壓；點1和點2同時斷開時，可以用歐姆擋進行測量．在開關(guān)閉合時，若測得5、6兩點間電壓接近電源電動勢，可知開關(guān)或連接點5、6出現(xiàn)故障．把小燈泡拆離電路后，檢驗小燈泡是否斷路可用多用電表的歐姆擋，調(diào)零后進行測量，如果電阻無窮大，說明燈泡是斷路的．
答案：(1)電壓歐姆(2)開關(guān)或連接點5、6
(3)①將多用電表擋位調(diào)至歐姆擋；②將紅、黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；③測量小燈泡的電阻．如電阻為無窮大，表明小燈泡有故障．
3．為了測量電阻Rx的阻值，實驗室備有下列器材：
A．待測電阻Rx，阻值約為200Ω
B．直流電源，電動勢約為3V，內(nèi)電阻約為0.5Ω
C．電流表A1，量程10mA，內(nèi)阻r＝80Ω
D．電流表A2，量程20mA，內(nèi)阻約為30Ω
E．定值電阻R0＝180Ω
F．滑動變阻器R，最大阻值為20Ω，額定電流1.0A
G．單刀單擲開關(guān)一個，導線若干
(1)為盡量準確地測出Rx阻值，甲、乙、丙三位同學設(shè)計了三種實驗電路，如圖7－6－21所示，你認為正確的是________．(填“甲”、“乙”或“丙”)
(2)開始實驗時，在合上開關(guān)S前，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)置于________端(填“a”或“b”)．
(3)按所選的電路進行測量，讀出電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2.推導出計算Rx的表達式為Rx＝________.
答案：(1)乙(2)b(3)180I1I2－I1
4．某課題小組通過實驗測量淮河水的電阻率．現(xiàn)備有一根均勻的長玻璃管(兩端各有一個圓形電極，可裝入樣品水，接觸電阻不計)、電壓表(量程12V，內(nèi)阻約100Ω)，電流表(量程100μA，內(nèi)阻約50Ω)、滑動變阻器(10Ω，1A)、電池組(電動勢E＝12V，內(nèi)阻不計)、開關(guān)、導線若干、直尺、待測的水樣品．如圖7－6－22是他們用伏安法多次測量并計算出對應(yīng)的水柱長度L與水柱電阻R描點畫出的圖象．實驗中還用10分度的游標卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖7－6－23所示．

請回答下面的問題：
(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為________cm；
(2)請在上面的虛線框內(nèi)畫出測量水柱電阻的電路圖；
(3)所測水的電阻率為________Ωm(保留兩位有效數(shù)字)．
解析：(1)由游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知：d＝22＋6×0.1mm＝2.26cm.
(2)因為測量的電壓值與電流值是從零開始，故應(yīng)選用分壓電路．因電壓表的內(nèi)阻相對于電流表的內(nèi)阻更接近于被測電阻，所以應(yīng)選用電流表內(nèi)接法．
(3)因為ρ＝RSL，由圖象可知：RL＝2×105Ω/m.而S＝πd24≈4×10－4m2，
所以ρ＝RSL＝80Ωm.
答案：(1)2.26
(2)如右圖所示
(3)80±4
5．(1)某多用電表的歐姆擋中間刻度值是“15”，一位同學在用它來測量電阻時，先將選擇開關(guān)旋至“×10”擋處，然后進行調(diào)零，再將兩支表筆分別與電阻的兩個引線接觸，結(jié)果指針指在刻度值為“100”至“200”之間，為了使測量更準確，他應(yīng)該將選擇開關(guān)旋至________擋處．換擋后必須_____________________________才能進行測量．
(2)圖7－6－24中電源電動勢為E，內(nèi)阻可忽略不計；電流表具有一定的內(nèi)阻，電壓表的內(nèi)阻不是無限大，S為單刀雙擲開關(guān)，R為待測電阻．當S向電壓表一側(cè)閉合時，電壓表讀數(shù)為U1，電流表讀數(shù)為I1；當S向R一側(cè)閉合時，電流表讀數(shù)為I2.
①根據(jù)已知條件與測量數(shù)據(jù)，可以得出待測電阻R＝____________.
②根據(jù)圖7－6－24所給出的電路，在圖7－6－25的各器件實物圖之間補畫出連接的導線．

解析：(1)第一次測量時，指針示數(shù)過大，所以要選擇倍率更大的擋進行測量，所以要選“×100”擋．歐姆表每次換擋后都要重新進行歐姆調(diào)零．本題較易．
(2)由第一次測量可得電壓表內(nèi)阻為：RV＝U1I1，由于不計電源內(nèi)阻，所以電流表內(nèi)阻為：RA＝E－U1I1；由第二次測量可得：R＝EI2－RA，代入即可得：
R＝EI2－E－U1I1.
答案：(1)×100重新調(diào)零
(2)①R＝EI2－E－U1I1
②連線如圖
6．(2009山東，23)為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)．某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：
照度(lx)0.20.40.60.81.01.2
電阻(kΩ)7540282320xx
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在圖7－6－26給定的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點．

(2)如圖7－6－27所示，當1、2兩端所加電壓上升至2V時，控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)．請利用下列器材設(shè)計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0lx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖．(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計電路的影響)
提供的器材如下：
光敏電阻RP(符號，阻值見上表)；
直流電源E(電動勢3V，內(nèi)阻不計)；
定值電阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限選其中之一并在圖中標出)；
開關(guān)S及導線若干．
解析：根據(jù)圖表信息，正確作出阻值隨照度變化的圖象，可知隨照度的增加，電阻逐漸減?。坏?2)題中，關(guān)鍵信息是1、2兩端所加電壓升到2V時就自動啟動照明系統(tǒng)，故隨著光敏電阻上的照度減弱，其電阻阻值逐漸增加，根據(jù)上述特點可設(shè)計如圖所示的電路圖．
答案：(1)光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線如解析圖所示．特點：光敏電阻的阻值隨照度的增大非線性減?。?br> (2)見解析圖

2.9實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻

高中物理課堂教學教案

2.9實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻

年月日

課題

§2.9實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻

課型

新授課

教學目標

（一）知識與技能

1、了解并掌握測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實驗方法。

2、學習用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。（二）過程與方法

通過設(shè)計電路和選擇儀器，開闊思路，激發(fā)興趣。養(yǎng)成規(guī)范操作實驗并能科學、合理地處理數(shù)據(jù)的習慣。（三）情感、態(tài)度與價值觀

使學生理解和掌握運用實驗手段處理物理問題的基本程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的習慣、嚴謹求實的態(tài)度和不斷求索的精神，培養(yǎng)學生觀察能力、思維能力和操作能力，提高學生對物理學習的動機和興趣。

教學重點、難點

重點

掌握實驗原理和方法，學會處理實驗數(shù)據(jù)。難點用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。

教學方法

分組實驗教學手段

測定電池的電動勢和內(nèi)阻的有關(guān)實驗器材

教學活動（一）引入新課

教師：我們已經(jīng)學習了閉合電路的歐姆定律，請大家寫出有關(guān)的公式。學生：回憶并寫出閉合電路歐姆定律公式。教師：這節(jié)課我們就根據(jù)閉合電路的歐姆定律，來測量電池的電動勢和內(nèi)阻。（二）進行新課

1、實驗原理

提出問題：現(xiàn)在有一個干電池，要想測出其電動勢和內(nèi)電阻，你需要什么儀器，采用什么樣的電路圖，原理是什么？學生討論后，可以得到多種實驗方案。（1）用電壓表、電流表、可變電阻（如滑動變阻器）測量。如圖2.9-1所示：

原理公式：（2）用電流表、電阻箱測量。如圖2.9-2所示：

原理公式：（3）用電壓表、電阻箱測量。如圖2.9-3所示：

原理公式：這幾種方法均可測量，今天我們這節(jié)課選擇第一種測量方案。2、實驗方法

教師：引導學生閱讀教材72頁有關(guān)內(nèi)容，回答問題。（1）用水果電池的優(yōu)點是什么？電源的正負極如何鑒別？其內(nèi)阻與哪些因素有關(guān)？實驗過程中會有何變化？實驗中要注意什么？（2）簡要寫出實驗步驟。學生：閱讀教材，解決以上問題。在教師指導下完成實驗，要記錄至少六組實驗數(shù)據(jù)。3、數(shù)據(jù)處理原則上，利用兩組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)果，但這樣做誤差會比較大，為此，我們可以多測幾組求平均，也可以將數(shù)據(jù)描在圖上，利用圖線解決問題。

明確：（1）圖線的縱坐標是路端電壓，它反映的是：當電流強度I增大時，路端電壓U將隨之減小，U與I成線性關(guān)系，U=E-Ir。也就是說它所反映的是電源的性質(zhì)，所以也叫電源的外特性曲線。（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。實驗中至少得到5組以上實驗數(shù)據(jù)，畫在圖上擬合出一條直線。要求：使多數(shù)點落在直線上，并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點的個數(shù)要大致相等，這樣，可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度。討論：將圖線延長，與橫縱軸的交點各代表什么情況？歸納：將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點意味著斷路情況，它的數(shù)值就是電源電動勢E。橫軸截距點（路端電壓U=0）意味著短路情況，它的數(shù)值就是短路電流。說明：①兩個截距點均是無法用實驗實際測到的，是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。②由于r一般很小，得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測量結(jié)果準確，可以將縱軸的坐標不從零開始，計算r時選取直線上相距較遠的兩點求得。（三）課后小結(jié)

這節(jié)課我們學習了測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實驗方法。并學習了用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。

學生活動

作業(yè)

1、書面完成P74“問題與練習”第2、3題；思考并回答第1題。2、課下閱讀課本，完成實驗報告。

板書設(shè)計

教學后記

2.9《實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻》學案

俗話說，凡事預則立，不預則廢。作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生們能夠更好的找到學習的樂趣，幫助教師能夠井然有序的進行教學。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎？以下是小編為大家收集的“2.9《實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻》學案”僅供參考，歡迎大家閱讀。

實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻學案
課前預習學案
一、預習目標
學習測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法,掌握科學測量的主要步驟。
二、預習內(nèi)容
一、實驗?zāi)康?br> 測定電源的________________。
二、實驗原理
1、圖2.6-1中，電源電動勢E、內(nèi)電阻r，與路端電壓U、電流I的關(guān)系可寫為
E=______________。（1）
2、圖2.6-2中，電源電動勢E、內(nèi)電阻r、電流I、電阻R的關(guān)系可寫為
E=______________。（2）
3、圖2.6-3中電源E、內(nèi)電阻r、路端電壓U、電阻R的關(guān)系可寫為
E=______________。（3）
實驗原理1是本節(jié)課的重點。測出幾組U,I數(shù)值，帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組，可得到E，r值。這種方法誤差較大。還可以多測出幾組U,I值，然后在U-I坐標平面內(nèi)描出各組U、I值所對應(yīng)的點，然后通過這些點畫一直線，如圖2.6-4所示，直線與縱軸的的交點的縱坐標就是電池的電動勢的大小，直線與橫軸的交點的橫坐標就是電池的短路電流Io=E/r，因此可求的內(nèi)電阻r=E/Io。
三、實驗器材
_________、__________、__________、__________、開關(guān)、
導線。
三、提出疑惑
同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學案
一、學習目標
學會科學處理實驗數(shù)據(jù)的方法，有公式法和圖像法。
學習重難點：圖像法計算E、r。
二、學習過程
實驗步驟
1.連接電路。如圖2.6-1所示。電流表取0.6A量程，電壓表oIoI/A
取3V量程，移動觸頭位置使連入電路中的有效阻值_______。圖2.6-4
2.測幾組（I，U）值。閉合電鍵，移動變阻器觸頭位置，使電流有明顯示數(shù)，記下一組（I，U）值，斷開電鍵。用同樣方法，多次移動變阻器觸頭位置，記錄多組（I，U）值，然后斷開電鍵。
3.建立坐標系、描點?？v軸表示__________,橫軸表示__________,取合適的標度，使所描坐標點分布絕大部分坐標紙，必要時縱坐標可以_________________。
4.據(jù)描出的坐標點作出U-I圖像。應(yīng)使圖象盡量多的通過描出的點，不在圖象上的點要盡量對稱的分布于圖線兩側(cè)，誤差很大，應(yīng)堅決舍棄。
5.測算電動勢和內(nèi)電阻。準確讀出U-I圖線與縱軸和橫軸的交點坐標，并帶入U=E-Ir中，算出E=?r=?
【典型例題】
用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所用的電路如圖2.6-5所示，一位同學測得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。
組別I(A)U(V)
10.121.37
20.201.32
30.311.24
40.321.18
50.501.10
60.571.05
(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2.6-6中作出U-I圖線。
（2）根據(jù)圖線得出電池的電動勢E=____V,電池的內(nèi)電阻r=________。
（3）若不作出圖線，只選用其中兩組U和I數(shù)據(jù)，可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第______組和第______組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大。
（三）反思總結(jié)
誤差分析是難點

(四)當堂檢測
1.在《測定電池的電動勢和內(nèi)電阻》的實驗中，待測電池、開關(guān)和導線配合下列哪些儀器.可以達到測定目的()
A.一只電流表和一只滑動變阻器
B.一只電流表和一只電壓表
C.一只電流表和一只電阻箱
D.一只電壓表和一只電阻箱
2.下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是（）
A．測出兩組I，U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可求出E和r
B．多測幾組I，U的數(shù)據(jù)，求出幾組E，r，最后分別求出其平均值
C．測出多組I，U的數(shù)據(jù)，畫出U—I圖像，再根據(jù)圖像求E，r
D．多測出幾組I，U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出開路時的路端電壓即為電壓勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r
3.現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40的電流表一個，定值電阻R1=150，定值電阻R2=100，單刀單擲開關(guān)S，導線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約1.5V）的電動勢。
（1）按要求在實物圖上連線。
（2）用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為E=，式中各直接測得量的意義是：.

課后練習與提高
1.用電壓表、電流表測定a、b兩節(jié)干電池的電動勢Ea、Eb和內(nèi)電阻ra、rb時，畫出的圖線如圖所示，則()

A、.EaEb，rarbB、EaEb，rarb
C、EaEb，rarbD、EaEb，rarb
2.在圖所示的電路中，R1、R2為標準電阻，測定電源電動勢和內(nèi)電阻時，如果偶然誤差可以忽略不計，則電動勢的測量值______真實值，內(nèi)電阻的測量值______真實值，測量誤差產(chǎn)生的原因是______.

3.在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：
①干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0）
②電壓表V（0~15V）
③電流表A（0~0.6A、內(nèi)阻0.1）
④電流表G（滿偏電流3mA、內(nèi)阻Rg=10）
⑤滑動變阻器R1（0~10、10A）
⑥滑動變阻器R2（0~100、1A）
⑦定值電阻R3=990
⑧開關(guān)、導線若干
⑴為了方便且能較準確地進行測量，其中應(yīng)選用的滑動變阻器是_________（填寫字母代號）；
⑵請在線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的實驗電路圖，并在圖中標上所選用器材的符號。
(3)上圖為某一同學根據(jù)他設(shè)計的實驗，繪出的I1—I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢E=_____V，內(nèi)電阻r=_____。
4.在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為2)的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，變阻器和電壓表各有兩個供選：A電壓表量程為15V，B電壓表量程為3V，A變阻器為(20，3A)，B變阻器為(500，0.2A)。
電壓表應(yīng)該選_______(填A或B)，這是因_______________________________________；
變阻器應(yīng)該選_______(填A或B)，這是因_______________________________________。
5.要求測量由2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)阻r（約幾歐），提供下列器材：電壓表V（量程3V，內(nèi)阻1kΩ）、電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻2kΩ）、電阻箱（0～9999Ω）、開關(guān)、導線若干。
某同學用量程為15V的電壓表連接成如圖所示的電路，實驗步驟如下：
（l）合上開關(guān)S，將電阻箱R阻值調(diào)到R1＝10Ω，讀得電壓表的讀數(shù)為U1
（2）將電阻箱R阻值調(diào)到R2＝20Ω，讀得電壓表的讀數(shù)為U2，由方程組U1＝ε－U1r/R1、U2＝ε－U2/R2解出ε、r
為了減少實驗誤差，上述實驗在選擇器材和實驗步驟中，應(yīng)做哪些改進？
6.測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）。
器材：量程3V的理想電壓表○V，量程0.5A的電流表○A（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4Ω，滑動變阻器R′，開關(guān)S，導線若干。
①畫出實驗電路原理圖。圖中各無件需用題目中給出的符號或字母標出。
②實驗中，當電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E=，r=。（用I1，I2，U1，U2及R表示）

高一物理實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻學案

作為杰出的教學工作者，能夠保證教課的順利開展，高中教師要準備好教案，這是高中教師需要精心準備的。教案可以保證學生們在上課時能夠更好的聽課，幫助高中教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學任務(wù)。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢？考慮到您的需要，小編特地編輯了“高一物理實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻學案”，大家不妨來參考。希望您能喜歡！

實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻學案
課前預習學案
一、預習目標
學習測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法,掌握科學測量的主要步驟。
二、預習內(nèi)容
一、實驗?zāi)康?br> 測定電源的________________。
圖2.6-1
二、實驗原理
1、圖2.6-1中，電源電動勢E、內(nèi)電阻r，與路端電壓U、電流I的關(guān)系可寫為
E=______________。（1）
2、圖2.6-2中，電源電動勢E、內(nèi)電阻r、電流I、電阻R的關(guān)系可寫為
E=______________。（2）
3、圖2.6-3中電源E、內(nèi)電阻r、路端電壓U、電阻R的關(guān)系可寫為
E=______________。（3）
實驗原理1是本節(jié)課的重點。測出幾組U,I數(shù)值，帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組，可得到E，r值。這種方法誤差較大。還可以多測出幾組U,I值，然后在U-I坐標平面內(nèi)描出各組U、I值所對應(yīng)的點，然后通過這些點畫一直線，如圖2.6-4所示，直線與縱軸的的交點的縱坐標就是電池的電動勢的大小，直線與橫軸的交點的橫坐標就是電池的短路電流Io=E/r，因此可求的內(nèi)電阻r=E/Io。
三、實驗器材
_________、__________、__________、__________、開關(guān)、
導線。
三、提出疑惑
同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學案
一、學習目標
學會科學處理實驗數(shù)據(jù)的方法，有公式法和圖像法。
學習重難點：圖像法計算E、r。
二、學習過程
實驗步驟
1.連接電路。如圖2.6-1所示。電流表取0.6A量程，電壓表oIoI/A
取3V量程，移動觸頭位置使連入電路中的有效阻值_______。圖2.6-4
2.測幾組（I，U）值。閉合電鍵，移動變阻器觸頭位置，使電流有明顯示數(shù)，記下一組（I，U）值，斷開電鍵。用同樣方法，多次移動變阻器觸頭位置，記錄多組（I，U）值，然后斷開電鍵。
3.建立坐標系、描點?？v軸表示__________,橫軸表示__________,取合適的標度，使所描坐標點分布絕大部分坐標紙，必要時縱坐標可以_________________。
4.據(jù)描出的坐標點作出U-I圖像。應(yīng)使圖象盡量多的通過描出的點，不在圖象上的點要盡量對稱的分布于圖線兩側(cè)，誤差很大，應(yīng)堅決舍棄。
5.測算電動勢和內(nèi)電阻。準確讀出U-I圖線與縱軸和橫軸的交點坐標，并帶入U=E-Ir中，算出E=?r=?
【典型例題】
用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所用的電路如圖2.6-5所示，一位同學測得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。
組別I(A)U(V)
10.121.37
20.201.32
30.311.24
40.321.18
50.501.10
60.571.05
(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2.6-6中作出U-I圖線。
（2）根據(jù)圖線得出電池的電動勢E=____V,電池的內(nèi)電阻r=________。
（3）若不作出圖線，只選用其中兩組U和I數(shù)據(jù)，可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第______組和第______組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大。
（三）反思總結(jié)
誤差分析是難點

(四)當堂檢測
1.在《測定電池的電動勢和內(nèi)電阻》的實驗中，待測電池、開關(guān)和導線配合下列哪些儀器.可以達到測定目的()
A.一只電流表和一只滑動變阻器
B.一只電流表和一只電壓表
C.一只電流表和一只電阻箱
D.一只電壓表和一只電阻箱
2.下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是（）
A．測出兩組I，U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可求出E和r
B．多測幾組I，U的數(shù)據(jù)，求出幾組E，r，最后分別求出其平均值
C．測出多組I，U的數(shù)據(jù)，畫出U—I圖像，再根據(jù)圖像求E，r
D．多測出幾組I，U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出開路時的路端電壓即為電壓勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r
3.現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40的電流表一個，定值電阻R1=150，定值電阻R2=100，單刀單擲開關(guān)S，導線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動勢約1.5V）的電動勢。
（1）按要求在實物圖上連線。
（2）用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為E=，式中各直接測得量的意義是：.

課后練習與提高
1.用電壓表、電流表測定a、b兩節(jié)干電池的電動勢Ea、Eb和內(nèi)電阻ra、rb時，畫出的圖線如圖所示，則()

A、.EaEb，rarbB、EaEb，rarb
C、EaEb，rarbD、EaEb，rarb
2.在圖所示的電路中，R1、R2為標準電阻，測定電源電動勢和內(nèi)電阻時，如果偶然誤差可以忽略不計，則電動勢的測量值______真實值，內(nèi)電阻的測量值______真實值，測量誤差產(chǎn)生的原因是______.

3.在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：
①干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0）
②電壓表V（0~15V）
③電流表A（0~0.6A、內(nèi)阻0.1）
④電流表G（滿偏電流3mA、內(nèi)阻Rg=10）
⑤滑動變阻器R1（0~10、10A）
⑥滑動變阻器R2（0~100、1A）
⑦定值電阻R3=990
⑧開關(guān)、導線若干
⑴為了方便且能較準確地進行測量，其中應(yīng)選用的滑動變阻器是_________（填寫字母代號）；
⑵請在線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的實驗電路圖，并在圖中標上所選用器材的符號。
(3)上圖為某一同學根據(jù)他設(shè)計的實驗，繪出的I1—I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢E=_____V，內(nèi)電阻r=_____。
4.在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為2)的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，變阻器和電壓表各有兩個供選：A電壓表量程為15V，B電壓表量程為3V，A變阻器為(20，3A)，B變阻器為(500，0.2A)。
電壓表應(yīng)該選_______(填A或B)，這是因_______________________________________；
變阻器應(yīng)該選_______(填A或B)，這是因_______________________________________。
5.要求測量由2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)阻r（約幾歐），提供下列器材：電壓表V（量程3V，內(nèi)阻1kΩ）、電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻2kΩ）、電阻箱（0～9999Ω）、開關(guān)、導線若干。
某同學用量程為15V的電壓表連接成如圖所示的電路，實驗步驟如下：
（l）合上開關(guān)S，將電阻箱R阻值調(diào)到R1＝10Ω，讀得電壓表的讀數(shù)為U1
（2）將電阻箱R阻值調(diào)到R2＝20Ω，讀得電壓表的讀數(shù)為U2，由方程組U1＝ε－U1r/R1、U2＝ε－U2/R2解出ε、r
為了減少實驗誤差，上述實驗在選擇器材和實驗步驟中，應(yīng)做哪些改進？
6.測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）。
器材：量程3V的理想電壓表○V，量程0.5A的電流表○A（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4Ω，滑動變阻器R′，開關(guān)S，導線若干。
①畫出實驗電路原理圖。圖中各無件需用題目中給出的符號或字母標出。
②實驗中，當電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E=，r=。（用I1，I2，U1，U2及R表示）