高二物理测量电源的电动势和内电阻.ppt

第3节测量电源的电动势和内电阻,课标定位学习目标：1.理解并掌握测定电源的电动势与内电阻的原理2掌握该实验的方法并学会用“代数法”和“图象法”处理实验数据3通过对实验数据的收集、处理培养学生应用数学方法处理物理问题的能力重点难点：1.测量电源电动势和内电阻的原理及实验器材的使用2实验数据的处理是难点,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,第3节测量电源的电动势和内电阻,课前自主学案,课前自主学案,一、实验原理伏安法测电源电动势和内电阻1原理：E_.2电路图：如图431所示,UIr,图431,3方法：只要能测出_和_的两组数据，就可以列出关于E、r的两个方程，从中解出E、r.二、实验器材干电池、_、_、_、开关、导线三、实验步骤1确定_表、_的量程，按照电路图连接好电路，且使滑动变阻器阻值滑到_,U,I,电流表,电压表,滑动变阻器,电流,电压,最大,完全免费,无需注册,天天更新！,2闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有明显的读数，记录一组_、_值3用同样的方法，多测几组U、I值4断开开关，整理好器材5利用代数法或图象法进行数据处理,U,I,EU1I1r,U2I2r,2图象法：以纵轴表示路端电压，横轴表示总电流，建立直角坐标系，将所测多组相应的U、I值进行描点，然后用平滑的曲线将各点连接起来由UEIr知，UI图象是一条斜向下的直线，如图432所示，直线与纵轴的交点表示电源_，与横轴交点表示电源的_(数轴刻度从零开始)，图线斜率的绝对值代表电源_.,电动势E,短路电流I0,内阻r,图432,核心要点突破,一、误差分析1偶然误差(1)由读数误差和电表线性不良引起误差(2)由于导线与电池接触不好造成电池内阻不稳定(3)用图象法求E和r时，作图不准产生误差,对此也可由电路来解释：若把图甲中的R和电流表看成外电路，则电压表可看成内电路的一部分，故实测出的是电池和电压表这个整体等效的r和E.电压表和电池并联，故等效内阻r小于电池内阻r真，r测r真外电路断开时ab两点间电压Uab即等效电动势E，此时电压表构成回路，故UabE真，即E测E真,图433,即时应用(即时突破，小试牛刀)1下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的是()A测出两组I，U的数据，代入方程EU1I1r和EU2I2r，求出E和rB多测几组I，U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值C测出多组I，U的数据，画出UI图象，再根据图象求出E、r,D多测几组I，U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r解析：选C.图象法处理实验数据，能减小偶然误差，而且又直观、形象，故选项C正确,二、实验中应注意的问题1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(可选用旧的干电池)2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0.3A，短时间放电不宜超过0.5A因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完后应立即断电；,即时应用(即时突破，小试牛刀)2用伏安法测量电源电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中正确的是()A应选用新的干电池作为被测电源，以使电压表的示数变化比较明显B应选用内阻较小的电压表和电流表C移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路，以免造成电源过载D根据实验记录的数据作UI图线时，应使所有的点画一条线，不能画直线时，可画折线,解析：选C.为了能更好的测出电源内电阻，应用电阻较大的旧电池，故A错，由实验中的注意事项知，电压表电阻越大越好，故B错选项C正确D错误,测量电源的电动势及内阻的实验电路如图434甲所示图乙中给出的器材有：待测的电源(电动势约为4V，内阻约为2)，电压表(内阻很大，有5V、15V两个量程)，电流表(内阻不计，有0.1A、1A两个量程)，滑动变阻器(阻值范围010)，开关，另有导线若干试按照甲图中的电路在乙图中画出连线，将器材连接成实验电路(要求正确选择电表量程，以保证仪器的安全并使测量有尽可能高的精确度),课堂互动讲练,乙,甲,图434,图435,【答案】见精讲精析【方法总结】对实验的处理要把握三原则：(1)仪表安全原则；(2)实验操作方便原则；(3)数据处理准确原则,用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图436所示，一位同学测得的6组数据如下表中所示,图436,(1)试根据这些数据在图中作出UI图线,图437,(2)根据图线得出电池的电动势E_V，根据图线得出的电池内阻r_.(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，可利用公式EU1I1r1和EU2I2r2算出，这样做可能得出误差很大的结果，选用第_组和第_组数据，求得E和r误差最大,【精讲精析】(1)描点作图，舍去第四组数对应的点图线如图438所示,图438,选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大不需要利用所给的6组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点选用这两组数据求E和r，相当于过图中3和4两点作一直线，利用此直线求出E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，实际上，第4组数据不合理，已经排除【答案】见精讲精析【方法总结】作图线时应把个别不合理的数据排除，由直线与纵轴的交点可读出电动势E1.45V，再读出直线与横轴的交点的坐标(U，I)，连同得出的E值代入EUIr中可得出内阻，即求直线的斜率切记不要把图线与I轴的交点当作短路电流,给你一个电阻箱、一个电压表、开关及导线等，如何根据闭合电路的欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内阻,图439,(1)画出实验电路原理图；(2)实验过程中，将电阻箱拨到4.5时，电压表读数为0.90V；若将电阻箱拨到图439甲所示的_时，电压表的读数如图乙所示，是_V.(3)根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E_V，r_.,三星学科,教师助手,学生帮手,家长朋友！,【精讲精析】(1)如果给出电压表、电阻箱、开关和导线，也能测出一个电池的电动势和内阻，其实验原理图如图4310所示；,图4310,(2)电阻箱上电阻值的大小是把面板上指示的所有电阻相加，所以图439甲中电阻箱的电阻值是110；实验是测一节干电池的电动势和内阻，所以图439乙中电压表所用量程应是03V，指示的电压应该是1.1V；,【答案】(1)如图4310所示(2)1101.1(3)1.111.05,变式训练在测定电池的电动势和内电阻的实验中，待测电池、开关和导线，配合下列哪组仪器，可以达到实验目的()一只电流表和一个电阻箱一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器一只电压表和一个滑动变阻器一只电流表和一个滑动变阻器ABCD,解析：选A.采用选项，原理：EI1R1I1r，EI2R2I2r联立可求得采用选项，原理EU1I1r，EU2I2r联立可求得采用、选项时利用的滑动变阻器因不知其阻值，所以无法求得,完全免费,无需注册,天天更新！,