1、5.学生实验：测量电源的电动势和内阻学习目标重点难点1知道测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步感受电源路端电压随电流变化的关系2经历实验过程，掌握实验方法学会根据图像合理外推进行数据处理的方法3尝试进行电源电动势和内电阻测量的误差分析，了解测量中减小误差的办法4培养仔细观察，真实记录数据等良好实验习惯和实事求是的品质.重点：经历实验探究过程，形成良好的实验习惯难点：根据图像进行数据处理.【实验原理】根据闭合电路欧姆定律，其方法有：(1)如图甲所示，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组I和U值，由UEIr可得E，r.(2)为减小误差，至少测出六组U和I值，且变化范围要大些，然后在U
2、-I图像中描点作图，由图线纵截距和斜率找出E、r(r)，如图乙【实验器材】待测电池一节，电流表(00.6 A)、电压表(03 V)各一个，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干【实验过程】1实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，按图甲连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端(2)闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数(3)同样的方法，依次记录多组U、I值(4)断开开关S，拆除电路(5)以U为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，过这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内
3、电阻2数据处理为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法：(1)公式法：利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如表所示.实验序号123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U6分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组分别解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值E，r作为测量结果(2)图像法：把测出的多组U、I值，在U-I图中描点画图像，使U-I图像的直线经过尽可能多的坐标点，不在直线上的各坐标点大致分布在直线的两侧，如图乙所示，由UEImr可知：纵轴截距等于电源的电动势E，原点电压为0时，横轴截距等于外电路短路时的电流Im.直线斜率的绝
4、对值等于电源的内阻r|.若电源内阻r0(理想电源)，则UE.预习交流测量电源电动势和内阻的实验原理是什么？答案：预习交流：提示：闭合电路欧姆定律在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点测电源的电动势和内阻1测量电源的电动势和内阻的实验为什么要选用旧电池？2在利用方程组求解E和r时，选取U和I时应注意什么？3利用所测数据画U-I图像时应注意什么？4作U-I图像时，纵轴可以不从零开始，如图所示通过此图如何得出E和r?1在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.0 )B电流表G(满偏电流I
5、g3 mA，内阻Rg10 )C电流表A(00.6 A，内阻0.1 )D滑动变阻器R1(020 ，10 A)E滑动变阻器R2(0200 ，1 A)F定值电阻R0(990 )G开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图甲中的(a)(b)两个参考实验电路，其中合理的是_所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选_(填写器材的字母代号)(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的I1I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可得被测电池的电动势E_ V，内阻r_ .2某同学用电
6、流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为020 ，连接电路的实物图如图所示(1)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是()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)画出这个实验的正确电路图实验注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)2干电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A，因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电3干电池内阻较小时，路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小
7、很多，这时，在画U-I图像时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)，但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻4本实验在开关闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处答案：活动与探究：1.提示：旧电池内阻较大，在实验时，电流变化时路端电压变化明显2提示：在计算E和r时，U1和U2，I1和I2的差值要大一些，这样可以减小误差3提示：画U-I图像时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确程度4提示：此图线与纵轴交点仍为电池的
8、电动势，其大小为1.5 V，但图线与横轴交点不再是短路电流，图线的斜率仍等于电池的内电阻，求内阻时可由直线上取较远的两点用r|求出，其大小约为0.83 .迁移与应用：1.答案：(1)(b)D(2)1.48(1.471.49均正确)08(0.780.82均正确)解析：(1)电路(a)中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0.6990 V594 V，而电源电动势仅约为1.5 V，所以电路(a)不合理，电路(b)合理，电源的内阻较小，又滑动变阻器采用限流式改变电路，所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便(2)根据实验原理可知电流表G的读数乘以(10990) ，即为电路的路端电压，所以图线在纵轴上的
9、截距乘以(10990) 1 000 ，可得电源电动势E1.481031 000 V1.48 V；从图线上取两点得电池的内阻r 0.8 .2答案：(1)AD(2)其电路图如图所示解析：滑动变阻器要起变阻的作用，必须使接入电路的两根导线一条接在下面的接线柱上，另一条接在上面的金属杆的一端上，图中变阻器起不到变阻的作用，故选A.电流表和电压表接入电路时，选择好恰当的量程后，要特别注意“”“”接线柱是否正确，不然的话，极易损坏电表，图中电流表的“”“”接线柱无错误，故不选B.干电池的电动势为1.5 V，电压表量程适当，故不选C.但电压表不能直接并联到电源两端，因为开关断开后，电压表仍有示数，且电压表“
10、”“”接线柱有错，故选D.1. (2012济南外国语学校期中)若将两个电源的U-I图像画在同一直角坐标系上，如图所示，由图像可得()A电动势E1E2，内阻r1r2B电动势E1E2，内阻r1r2C发生相同的电流变化，电源1的路端电压变化较大D发生相同的电流变化，电源2的路端电压变化较大2“测定电源的电动势和内阻”的实验中，下列注意事项错误的是()A应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显B应选用内阻较小的电压表和电流表C移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D根据实验记录的数据作U-I图像时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧
11、3如图，在用一只电压表和两个定值电阻测定电源电动势和内阻的实验中，由于未考虑电压表的内阻，其测量值E和r与真实值E0与r0相比较，正确的是()AEE0，rr0 BEE0，rr0CEE0，rr0 DEE0，rr04为了测定一节干电池的电动势和内阻，如图给出的两种实验电路图，由于一般电池的内阻较小(比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多)，所以为使测量结果比较准确，应选用图_所示的电路若实验台上备有下列实验器材：A电流表(00.6 A) B电流表(03 A)C电压表(03 V) D电压表(015 V)E滑动变阻器(1 750 ，0.3 A)F滑动变阻器(10 ，2 A) G开关H导线应该选用
12、的器材是_(填字母代号)答案：1AD2B解析：由UEIr知，当变化相同的电流值时，r大时，U变化大，故A正确；本实验在选择电压表和电流表时，应选择内阻大的电压表，以便使电压表的分流尽量小，以提高测量准确度，故B错误；若滑动变阻器短路，会使电路中电流过大，烧坏电流表，故C正确；选项D为描点法作图的基本原则，故D正确3D解析：不考虑电压表内阻RV影响时，EU1r，EU2r得E，r.考虑电压表内阻RV时，E0U1()r0，E0U2()r0得E0U1U2/()r0(U2U1)/()，故E0E，r0r.4答案：甲ACFGH解析：由于电池内阻较小，若采用图乙接法会使内阻测量值误差很大，为减小误差，应采用图甲接法为了使电流读数准确，选A.一节干电池电动势为1.5 V，电压表选C.为了便于控制，滑动变阻器选F.G、H必选提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华技能要领
