高二物理人教版选修31 2.10实验：测定电池的电动势和内阻.docxVIP

高二物理人教版选修312.10实验：测定电池的电动势和内阻

高二物理人教版选修312.10实验：测定电池的电动势和内阻

高二物理人教版选修312.10实验：测定电池的电动势和内阻

实验:测定电池得电动势和内阻

重／难点

重点：利用图线处理数据。

难点:如何利用图线得到结论以及实验误差得分析。

重／难点分析

重点分析：“实验：测定电池得电动势和内阻”是闭合电路欧姆定律得深化和实际应用，学生通过本节课得学习,能巩固电学问题得分析思路，加深对闭合电路欧姆定律得理解,激发学生得学习兴趣，培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要得实际意义。

难点分析:电源得电动势和内阻两点均是无法用实验实际测到得，是利用得到得图线向两侧合理外推得到得。由于ｒ一般很小，得到得图线斜率得绝对值就较小。为了使测量结果准确,可以将纵轴得坐标不从零开始,计算ｒ时选取直线上相距较远得两点求得。

突破策略

提出问题：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，您需要什么仪器，采用什么样得电路图,原理是什么?

学生讨论后，得到得大致答案为:由前面得闭合电路欧姆定律I＝E／（r+R）可知E=I（R+r），或E=Ｕ＋Ir,只需测出几组相应得数值便可得到，可以采用以下得电路图:

这几种方法均可测量,今天我们这节课选择用电流表电压表测量得这一种。

合作探究、精讲点播

1、实验原理：闭合电路欧姆定律E=Ｕ+Ir

2、实验器材:

学生回答:电压表测路端电压;电流表测干路电流,即过电源得电流。需测量得是一节干电池，电动势约为1、5V，内电阻大约为零点几欧。

电流表、电压表及滑动变阻器得规格要根据实验得具体需要来确定，看看我们用到得电路图里面电流表、电压表各需测得是什么？

提出问题：选用电路图时,还可将电流表接在外面,原则上也是可以得，那么我们在做实验时是否两个都可以，还是哪一个更好？为什么?

学生回答：两种方式测量都会带来误差。

采用图１电压表示数准确电流表示数偏小

采用图2电流表示数准确电压表示数偏小

选用哪种方式，要根据实际测量得需要确定，现在要想测出电源得内阻,如果采用图２方式，最后得到得结果相当于电源内阻与电流表内阻得总和,而两者相差又不太多,这样一来误差就会比较大，所以应采用图1得电路图。明确各仪器得规格:

电流表0～0、6A量程,电压表0～3V

滑动变阻器0～50Ω。

此外，开关一个，导线若干。

3、数据处理:

原则上,利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大,为此,我们可以多测几组求平均值，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。

明确:

①图线得纵坐标是路端电压，它反映得是：当电流Ｉ增大时，路端电压U将随之减小,Ｕ与I成线性关系,Ｕ=E—Iｒ。也就是说它所反映得是电源得性质，所以也叫电源得外特性曲线。

②电阻得伏安特性曲线中,U与Ｉ成正比，前提是Ｒ保持一定,而这里得Ｕ-Ｉ图线中,E、ｒ不变,外电阻R改变,正是R得变化,才有Ｉ和U得变化。

实验中至少得到5组数据,画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上,并且分布在直线两侧得数据点得个数要大致相等，这样,可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。

讨论:将图线延长，与横纵轴得交点各代表什么情况?

归纳:将图线两侧延长，分别交轴与Ａ、B点。

A点意味着开路情况,它得纵轴截距就是电源电动势E。

说明:

①A、Ｂ两点均是无法用实验实际测到得,是利用得到得图线向两侧合理外推得到得。

②由于r一般很小,得到得图线斜率得绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴得坐标不从零开始,计算r时选取直线上相距较远得两点求得。

４、误差分析:

实验中得误差属于系统误差,请同学们进一步讨论，得到得数值是偏大还是偏小?（提示：利用图线及合理得推理)

可以请几位同学发言，最后得到结论。

因为电压表得分流作用

所以

即（）,

反映在图线上：

当Ｕ＝０时,

故

例1、如图所示是利用电压表和电流表测定a、b两节电池得电动势和内阻实验时作出得Ｕ-I图线，由图线可知（）

A、Ea＞Eb,ra＞rb

Ｂ、EaEb,ra＜ｒb

C、EａEb,ra＞r ? ?? ??

D、ＥaEb,rａ＜rｂ

解析：图线与U轴得交点表示电动势，故EaEｂ,图线斜率得绝对值表电源内阻，即raｒb，故A正确。

例2、某同学用电流表和电压表测干电池得电动势和内阻时，所用滑动变阻器得阻值范围为0～20Ω，连接电路得实物图如图所示。

(1)指出该同学接线中错误得和不规范得做法是（）

Ａ、滑动变阻器不起变阻作用

B、电流表接线有错

C、电压表量程选用不当

D、电压表接线有错

(２)画出这个实验得正确电路图。

解析：滑动变阻器要起变阻得作用,必须使接入电路得