高中物理：4.2《测定电源电动势和内阻》学案沪科版选修3-1VIP专享VIP免费

测定电源的电动势和内阻【预习学案】1．现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？2．根据闭合电路的欧姆定律，路端电压U=E-Ir.若测出两组（I、U）的值，写出电源电动势和内阻的表达式。3.图像法处理数据的优点是什么？如何应用I、U图线求电源电动势和内阻？【新课学案】【实验目的】测定电池的电动势和内电阻【实验原理】由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir知，路端电压U=E—Ir，对给定的电源，E、r为常量，因此路端电压U是电流I的一次函数。将电池、电流表、电压表，可变电阻连接成如图7-1所示的电路，改变可变电阻R的阻值，可以测得多组I、U值。将它们描在U—I坐标中，图线应该是一条直线。显然，直线在U坐标上的截距值就是电池电动势，直线斜率的绝对值就是电池的内阻的大小。上述用作图的方法得出实验结果的方法，具有直观、简便的优点。【步骤规范】实验步骤操作规范一.连接实验电路1．将电流表、电压表机械调零2．布列实验器材，接图连接实验电路1．若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对2．⑴实验器材应放置在合适的位置，应使电键、滑动变阻器便于操作；电表刻度盘应正对实验者⑵电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器阻值置于最大；导线连接无“丁”字形接线⑶电流表量程0.6A，电压表量程3V二．读取I、U数据1．调节滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取一组电流表和电压表的读数2．改变滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取电流表和电压表读数，共测8-10组1．⑴滑动变阻器的阻值由大到小变化，使电路中电流从小到大平稳地改变，适时地读取I、U读数⑵电流表和电压表读数正确，有估读⑶必要时要及时改变电表量程2．每次实验后，都要及时断开电源三．拆除电路，仪器复原用心爱心专心AVRSEr【注意事项】1．使用内阻大些（用过一段时间）的干电池，在实验中不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电，以免于电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化．2．在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差．3．干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图3甲所示的状况，下部大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图3乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．此时图线与横轴交点不表示短路电流．计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r=|ΔU/ΔI|计算出电池的内阻r．4．实验误差的来源与分析（1）每次读完电表示数没有立即断电，造成E、r变化；（2）测量电路存在系统误差，I真＝I测十Iv，未考虑电压表分流．【典型例题】【例1】测量电源电动势和内电阻的器材如图A所示，请用实线表示导线，将图A中器材连成实验用电路。实验时经测量得出的数据如下表，请在下图B的方格纸上画出U—I图线。利用图线可求出电源电动势E＝，内电阻r＝。123456I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05答案：.E=1.44~1.46Vr＝0.68~0.72Ω图略用心爱心专心－0.6A3A－3V15VOI/AU/VⅠⅡAV【例2】利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：干电池：电动势约为1.5V，符号电压表：量程1V，内阻998.3Ω，符号电流表：量程1A，符号滑动变阻器：最大阻值10Ω，符号电阻箱：最大阻值99999.9Ω，符号单刀单掷开关1个，符号导线若干①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内，要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。②为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的倍，电阻箱的阻值应为Ω。答案：①②2；998.3【例3】用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻。（1）在下面方框中完成所需电路。（2）右图所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线。由图可知：图线与电压U轴的交点表示；电源Ⅰ的内电阻电源Ⅱ的内电阻（填“大于、小于或等于”）。（3）图中两直线Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中相等。答案：（1）（2分）见图（2）电源的电动势；小于（2分）（3）外电压、电路中电流强度、外电路消耗的电功率和外电路电阻（只要写出2个）【练习学案】1.用...