高中物理教学论文-测定电池电动势和内阻的七种方法VIP免费

测定电池电动势和内阻的七种方法在测定电池电动势和内阻的实验中，蕴含了多种物理实验方法和处理实验数据的方法，该实验是对学生进行科学方法教育的典型案例，也是培养学生实验能力的经典实验。为此，测定电池电动势和内阻的实验是近几年各省市高考命题的热点，基本方法是利用电压表和电流表等实验器材操作测定（伏安法），且利用图象法处理实验数据并得出结论。但高考中对该实验的考查不再拘泥于这种方法，而是需要考生进行实验方法的创新和实验数据处理方法的迁移，这正是新高考对三维目标中对“过程与方法”的考查。下面就中学阶段关于该实验的多种方法给以归纳，以期对备考的师生有所助益。一．利用电压表和电流表测定电池电动势和内阻（伏安法）实验原理：由闭合电路欧姆定律IrUE，设计如图1所示的电路，改变滑动变阻器R的阻值，测几组不同的I、U值，获得实验数据。数据处理：可以联立方程组，利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。也可以画出IU关系图象，如图2所示，据IrUE的变形得：ErIU。由图象可得，图线纵截距为电源的电动势E、斜率的绝对值为电源的内阻r，图线横截距为短路电流EIr短。例1．在“测定电池电动势和内阻”的实验中，（1）第一组同学利用如图3实验电路进行测量，电压表应选择量程（填“3V”或“15V”），实验后得到了如图4所示的IU图象，则电池内阻为.（2）第二组同学也利用图3的电路连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑动一段距离x后电流表才有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图5所示，则根据图象可知，电池的电动势为V，内阻为.解析：（1）当用图3的实验装置进行测量时，由于一节干电池的电动势为1.5V，所以电压表量程应选3V；从图4中的IU图象可知，图线的斜率表示干电池的内阻，即为5.130.000.145.1IUr.（2）由图5可知当电路中电流表的示数为零时，电压表示数为1.5V，即干电池的电动势为1.5V；当路端电压为1.35V时，电路中电流为0.15A，则电池内阻为115.035.15.1IUr内.点评：本题考查了利用伏安法测电池电动势和内阻实验原理和图象法、公式法处理实验数据，还考查了学生利用图象分析实验现象和处理数据的能力。解本题的关键是识别并利用图象，明确图象所反映的物理意义。例2.硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用如图6所示电路探究硅光电池的路端电压U与通过电池的电流I的关系。图中R0为已知的定值电阻，电压表视为理想电压表。用心爱心专心1（1）若电压表2V的读数为0U，则I=。（2）实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a，如图7所示。由此可知电池内阻（填“是”或“不是”）常数，短路电流为mA，电动势为V.（3）实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，如图7所示。当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V。则实验二中外电路消耗的电功率为mW（计算结果保留两位有效数字）。解析：（1）根据欧姆定律可知I＝00UR。（2）路端电压IrEU，若r为常数、则U-I图为一条不过原点的倾斜的直线，由曲线a可知电池内阻不是常数；当U=0时的电流为短路电流，短路电流约为295μA＝0.295mA；当电流I＝0时路端电压等于电源电动势E，电源电动势约为2.67V。（3）实验一中的路端电压为U1＝1.5V时电路中电流为I1＝0.21mA，连接a中的点（0.21mA、1.5V）和坐标原点，此直线为实验一中的外电路的总电阻的U-I图线，如图8所示。在实验二中的总电阻与实验一中的相同，该直线和图线b的交点为实验二中的干路电流和路端电压，电流和电压分别为I＝97μA、U＝0.7V,则外电路消耗功率为P＝UI＝0.068mW。点评：本题的实质是考查伏安法测电池的电动势和内阻，由于硅光电池的内阻因光照强度的变化而变化，所以其U—I图象是曲线，考查了学生实验方法和实验数据处理方法的迁移应用能力。二．利用电压表和电阻箱测定电池电动势和内阻（伏阻法）实验原理：由闭合电路欧姆定律rRUUIrUE，设计如图9所示电路，改变电...