高中電動勢優(yōu)秀教案
發(fā)表時間:2020-11-13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,高中教師要準備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂,使高中教師有一個簡單易懂的教學思路。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?以下是小編為大家收集的“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”希望對您的工作和生活有所幫助。
選修3-1
第二章
2.9實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻
一、教材分析
“實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻”是人教版高中物理選修3-1第二章第九節(jié)的內(nèi)容,它是閉合電路歐姆定律的深化和實際應用,學生通過本節(jié)課的學習,既能鞏固電學問題的分析思路,加深對閉合電路歐姆定律的理解,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生合作、探究、交流能力,具有很重要的實際意義。。
二、教學目標
一、知識與技能
1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容
2、理解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理,體驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻的探究過程。
3、用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻。
4、使學生掌握利用儀器測量電池電動勢和內(nèi)電阻的方法,并通過設計電路和選擇儀器,開闊思路,激發(fā)興趣。
二、過程與方法
1、體驗實驗研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的科學思維方法。
2、學會利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。
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。
三、教學重點難點
重點:利用圖線處理數(shù)據(jù)
難點:如何利用圖線得到結(jié)論以及實驗誤差的分析
四、學情分析
1.知識基礎(chǔ)分析:
①掌握了閉合電路歐姆定律,會利用該定律列式求解相關(guān)問題。
②掌握了電流表、電壓表的使用方法。
2.學習能力分析:
①學生的觀察、分析能力不斷提高,能夠初步地、獨立發(fā)現(xiàn)事物內(nèi)在聯(lián)系和一般規(guī)律的能力。
②具有初步的概括歸納總結(jié)能力、邏輯推力能力、綜合分析能力。
五、教學方法
實驗法,講解法
六、課前準備
1.學生的學習準備:預習學案。
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內(nèi)探究學案,課后延伸拓展學案。3.教學環(huán)境的設計和布置:兩人一組,實驗室內(nèi)教學。
七、課時安排:1課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結(jié)疑惑
(二)情景引入、展示目標
回顧上節(jié)所學內(nèi)容,引入新內(nèi)容
教師:上堂課我們學習了閉合電路的歐姆定律,那么此定律文字怎么述?公式怎么寫?
學生:閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟整個電路的電阻成反比,這就是閉合電路的歐姆定律。
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,得到的大致答案為:由前面的閉合電路歐姆定律I=E/(r+R)可知E=I(R+r),或E=U+Ir,只需測出幾組相應的數(shù)值便可得到,可以采用以下的電路圖:
這幾種方法均可測量,今天我們這節(jié)課選擇用測量的這一種。
(三)合作探究、精講點播
1.實驗原理:閉合電路歐姆定律E=U+Ir
2.實驗器材:
學生回答:測路端電壓;測干路電流,即過電源的電流。需測量的是一節(jié)干電池,電動勢約為1.5V,內(nèi)電阻大約為零點幾歐。
電流表、電壓表及滑動變阻器的規(guī)格要根據(jù)實驗的具體需要來確定,看看我們用到的電路圖里面、各需測的是什么?
提出問題:選用電路圖時,還可將接在外面,原則上也是可以的,那么我們在做實驗時是否兩個都可以,還是哪一個更好?為什么?
學生回答:兩種方式測量都會帶來誤差。
采用圖1示數(shù)準確示數(shù)偏小
采用圖2示數(shù)準確示數(shù)偏小
選用哪種方式,要根據(jù)實際測量的需要確定,現(xiàn)在要想測出電源的內(nèi)阻,如果采用圖2方式,最后得到的結(jié)果相當于電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的總和,而兩者相差又不太多,這樣一來誤差就會比較大,所以應采用圖1的電路圖。明確各儀器的規(guī)格:
電流表0~0.6A量程,電壓表0~3V量程。
滑動變阻器0~50Ω。
此外,開關(guān)一個,導線若干。
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,分別交軸與A、B點。
A點意味著開路情況,它的縱軸截距就是電源電動勢E。
說明:
①A、B兩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。
4.誤差分析:
實驗中的誤差屬于系統(tǒng)誤差,請同學們進一步討論,得到的數(shù)值是偏大還是偏小?(提示:利用圖線及合理的推理)
可以請幾位同學發(fā)言,最后得到結(jié)論。
因為電壓表的分流作用
所以I真=I測+Iv
即(I真—I測)↑,
反映在圖線上:
當U=0時,Iv→0I→I真
故r真>r測E真>E測
5.布置作業(yè):
認真看書,寫好實驗報告。
(四)反思總結(jié),當堂檢測。
教師組織學生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進行當堂檢測。
設計意圖:引導學生構(gòu)建知識網(wǎng)絡并對所學內(nèi)容進行簡單的反饋糾正。(課堂實錄)
(五)發(fā)導學案、布置預習。
九、板書設計
一、實驗原理:
二、實驗步驟:
三、數(shù)據(jù)處理:
計算:
圖像:
四、誤差分析:
十、教學反思:本節(jié)課重在數(shù)據(jù)處理、誤差分析。
學校:臨清三中學科:物理編寫人:孫風武審稿人:盛淑貞
多用電表學案
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、實驗目的
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)
ErR
ErR
圖2.6-2圖2.6-3
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)。
電壓表應該選_______(填A或B),這是因_______________________________________;
變阻器應該選_______(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)
答案:當堂檢測
1、CD2、C
3、(1)連圖:左圖只用R1接入電路;右圖用R1和R2串聯(lián)接入電路。
(2)R2I1是外電阻為R1時的電流,I2是外電阻為R1和R2串聯(lián)時的電流
課后練習與提高
1、A
2、等于,大于電流表具有內(nèi)電阻
3、⑴R1;⑵電路圖如右圖所示;
⑶1.47(1.46~1.48均可);0.83(0.81~0.85均可)
4、B,A電壓表的量程過大,誤差較大;A,B變阻器額定電流過小且調(diào)節(jié)不便。
5、應選用量程為3V的電壓表.
改變電阻箱阻值R,讀取若干個U的值,由I=U/R計算出電流的值,然后作出U-I圖線,得到ε、r。
6、①實驗電路原理圖如圖。
②
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2.9實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻
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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、實驗目的
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。縱軸表示__________,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)。
電壓表應該選_______(填A或B),這是因_______________________________________;
變阻器應該選_______(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)
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的幾個與測量對應的坐標點.請你將與圖7-6-17實驗數(shù)據(jù)對應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,應當選用多用電表的________擋.在連接點1、2同時斷開
的情況下,應當選用多用電表的________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
測定電源的電動勢和內(nèi)阻
一名優(yōu)秀的教師在教學方面無論做什么事都有計劃和準備,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在上課時充分理解所教內(nèi)容,讓教師能夠快速的解決各種教學問題。那么如何寫好我們的教案呢?以下是小編為大家收集的“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”歡迎大家閱讀,希望對大家有所幫助。
實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻
【學習目標】
1.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。
2.學會科學處理實驗數(shù)據(jù)的方法,有公式法和圖像法。
【自主學習】
一、實驗目的
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)
ErR
ErR
圖2.6-2圖2.6-3
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)、U/V
導線。
四、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
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。
【針對訓練】
1.在測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中,為使實驗效果明顯且不會損壞儀器,應選擇下列電源中的()
A.內(nèi)阻較大的普通干電池B.內(nèi)阻較小的普通蓄電池
C.小型交流發(fā)電機D.小型直流發(fā)電機
2.下面給出了幾種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗中的數(shù)據(jù)處理方法,其中既科學、直觀,又能減小偶然誤差的方法是()
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,既可求出E和r
B.多測幾組I、U的數(shù)據(jù),求出幾組E和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圖象,再根據(jù)圖象求E、r
D.多測出幾組I、U的數(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動勢E,再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r
3.為測定某一電池的電動勢和內(nèi)電阻,下面幾組器材中,能完成實驗的是()
A.一只電流表、一只電壓表、一只變阻器、開關(guān)和導線
B.一只電流表、兩只變阻器、開關(guān)和導線
C.一只電流表、一只電阻箱、開關(guān)和導線
D.一只電壓表、一只電阻箱、開關(guān)和導線
4.如圖2.6-7所示為某一電源U-I曲線,由圖可知()
A.電源電動勢為2VB.電源內(nèi)電阻為1/3
C.電源短路時電流為6AD.電路路端電壓為1V時,電路中電流為5A
【能力訓練】
1.下列關(guān)于電源電動勢的說法中,正確的是
A.在某電池的電路中每通過2C的電荷量,電池提供的電能是4J,那么這個電池的電動勢是0.5V
B.電源的路端電壓增大時,其電源電動勢一定也增大
C.無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化,其電源電動勢一定不變
D.電源的電動勢越大,電源所提供的電能就越多
2.下列關(guān)于閉合電路的說法中,錯誤的是
A.電源短路時,電源的內(nèi)電壓等于電動勢
B.電源短路時,路端電壓為零
C.電源斷路時,路端電壓最大
D.電源的負載增加時,路端電壓也增大
3.如圖2.6-8所示是兩個不同電源的U-I特性曲線,下列判斷正確的是()
A.電動勢E1=E2,發(fā)生斷路時的電流I1〉I2
B.電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1〉r2
C.電動勢E1E2,內(nèi)阻r1r2
D.當兩電源的工作電流變化量相同時,電源2的
路端電壓變化大
4.如圖2.6-9所示為根據(jù)某次實驗記錄數(shù)據(jù)畫出的U-I圖象下列
關(guān)于這個圖象的說法正確的是()
A.由曲線與縱軸的交點可知,電源的電動勢E=3V
B.橫軸截距表示短路電流,即I短=0.6A
C.根據(jù)r=E/I短,計算出待測電源的內(nèi)阻為5
D.根據(jù)r=△U/△I,計算出待測電源的內(nèi)阻為1
5.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,下列可選用的變阻器和電壓表為()
A.電壓表量程為15V
B.電壓表量程為3V
C.變阻器為20,1A
D.變阻器為500,0.1A
6.如圖2.6-10所示為“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗電
路圖通過變阻器阻值的改變得到兩組數(shù)據(jù)(U1,I1)和(U2,I2)
則下列說法正確的是()
A.如果兩個表的示數(shù)是準確的,則r=(U2-U1)/(I1-I2)
B.如果兩個表的示數(shù)是準確的,則r=(U1-U2)/(I1-I2)
C.受RV的大小影響,E、r的測量值比真實值偏小
D.RV越大,對E,r的影響越小
7.如圖2.6-11所示的電路中,R1、R2為標準電阻。測定電源電動勢和內(nèi)阻時,如果偶然誤差可以忽略不計,則電動勢的測量值比真實值_______,內(nèi)阻的測量值比真實值________測量誤差產(chǎn)生的原因是______________。
8.如圖2.6-12所示,圖線a為電源的U-I特性曲線,圖線b是電阻R的伏安特性曲線,用該電源和該電阻組成的閉合電路,電源的輸出功率為___________W,電源的效率為____________。
9.為了測定干電池的電動勢和內(nèi)阻,先用下列器材:a.1.5V干電池兩節(jié);b.電壓表(0-3v-15v);c.電流表(0-0.6A-3.0A);d.滑動變阻器(0-20);e.滑動變阻器(0-1000);f.電阻箱(0-9999.9);g.開關(guān),導線等,將下列實驗步驟按次
序排列___________
A.斷開開關(guān)
B.按照電路圖接好電路,電壓表用0-3V,電流表用0-0.6A
C.移動滑鍵減小電阻,使電流表指針有較明顯的偏轉(zhuǎn),記錄電壓表和電流表的讀數(shù)
D.把滑動變阻器的滑鍵滑到一段使其阻值最大
E.在移動滑鍵減少電阻,記錄一組電流表、電壓表的示數(shù),且之后逐漸減小
F.閉合開關(guān)
【學后反思】
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
參考答案
典型例題:
(1)略(2)1.46V0.72(3)34
針對訓練:
1.A2.C3.ACD4.AD
能力訓練:
1.C2.D3.AD4.AD5.BC6.ACD
7.沒有誤差偏大電流表有內(nèi)阻
8.467%
9.BDFCEA