测定电池的电动势和内阻导学案
高中物理测定电池电动势和内阻案例教案
高中物理测定电池电动势和内阻案例教案一.教学内容：学生能够掌握测定电池电动势和内阻的方法，了解测定电池电动势和内阻的原理和意义，能够运用所学内容解决现实问题。
二.教学目标：1.了解电池的构成及原理。
2.了解电池的标称电动势及其含义。
3.理解内阻的概念及其测定方法。
4.掌握测量电池电动势和内阻的方法。
5.能够分析解决实际问题。
三.教学重点：1.电池的标称电动势及含义。
2.内阻的概念及测定方法。
3.电池电动势和内阻的测量方法。
四.教学难点：1.电池的标称电动势和内阻的含义及测量方法。
2.能够运用所学内容解决现实问题。
五.教学方法：1.多媒体教学法。
2.示范教学法。
3.讨论教学法。
4.实验教学法。
六.教学过程：步骤一：前置知识传授。
1.引出本课的话题：“如何测定电池电动势和内阻”。
2.播放电池的视频，让学生了解电池的构成及原理，在生活中电池的作用。
3.让学生了解电池电动势的概念及原理。
4.以百度百科为例，讲解电池的类型及其标称电动势，了解不同的电池之间电动势的差异。
步骤二：熟悉测量电池电动势和内阻的仪器。
1.在实验室现场，学生亲自感受电池的外部结构，并由老师讲解每个部位的作用。
2.让学生了解测量电池电动势和内阻的仪器及用途。
3.对仪器进行简单的演示说明。
步骤三：测量电池电动势。
1.让学生了解测量电动势的原理。
2.结合数字万用表的使用方法，教授学生如何测量电池电动势。
3.结合多种不同类型的电池进行实验，让学生现场操作测量电池电动势，理解不同类型电池之间电动势的差异。
步骤四：测量电池内阻。
1.让学生了解电池内阻的概念及原理。
2.结合欧姆表和电源两件仪器的使用方法，教授学生如何测量电池内阻。
3.使用不同类型的电池进行实验，由学生现场操作测量电池内阻，理解不同类型电池之间内阻的差异。
步骤五：数据记录及分析。
1.让学生记录实验测量结果。
2.让学生分析测量结果，了解不同类型电池的电动势和内阻差异。
3.学生跟据测量结果进行总结，对测量数据进行比较和分析。
高中物理第二章测定电池的电动势和内阻知识导学案新人教选修
10 实验：测定电池的电动势和内阻问题探究图象法是物理学中的重要方法之一，在物理实验中常常用作图象的方法寻找规律，求出测量的结果，这种方法既直观又简便.在画U-I 图象时，要使较多的点落在直线上，分布在图线两侧的点数尽可能相等，这样会减小偶然误差.当然，对个别偏离较远的点应不予考虑，这样的点很可能是偶然误差造成的.我们在做测定电池的电动势和内阻的实验中，进行数据处理时一般采用图象法.在所画U-I 图象时，为使坐标纸得到充分利用，使测量结果尽量精确，纵坐标可以不从0开始，而横坐标必须从0开始，想一想,为什么？ 自学导引1.实验原理：测定电池的电动势和内阻，根据闭合电路的欧姆定律，可以采用以下几种方法：(1)如图2-9-1所示，由闭合电路的欧姆定律得：E=U+Ir ，改变__________的阻值，从电流表、电压表中读出几组U 和I 值，组成____________可求解E ，r.图2-9-1 图2-9-2(2)如图2-9-2所示，由闭合电路的欧姆定律得：E=IR+Ir ，改变__________的阻值，读出几组电流表的示数和电阻箱的阻值，组成方程组可求解E ，r. (3)如图2-9-3所示，由闭合电路的欧姆定律得：E=U+RUr ，改变____________的阻值，读出几组电压表的示数和电阻箱的阻值，组成方程组可求解E ，r.图2-9-3答案：(1)滑动变阻器 二元一次方程组 (2)电阻箱 (3)电阻箱2.实验器材：被测电池(干电池)、___________、___________、滑动变阻器、电键和导线等. 答案：电流表 电压表3.实验步骤：(1)确定电流表、电压表的量程，按图2-9-1 所示电路把器材连接好，如图2-9-4所示.图2-9-4(2)把变阻器的滑动片移到一端使电阻值______________.(3)闭合电键，调节__________，使电流表有明显__________，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I 和U 值.(4)断开电键，整理好器材. 答案：(2)最大 (3)变阻器 示数 4.数据处理：(1)公式法：运用解方程组求解E 和r.为了减小实验的偶然误差，应该利用U 、I 值多求几组E 和r 的值，算出它们的__________.(2)图象法：对于E 、r 一定的电源，路端电压U 与通过干路的电流I 组成的U-I 图象应该是__________，这条直线与纵轴的交点表示____________，与横轴I 的交点表示__________，图线的斜率的绝对值表示电源的__________. 答案：(1)平均值(2)一条直线 电源的电动势E 短路电流 内阻 疑难剖析一、用伏安法测电源E 和r 的注意事项：(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，以免干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 图象时，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，以减小偶然误差.(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2-9-5甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图2-9-5乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，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=∣IU∆∆∣计算出电池的内阻r.图2-9-5（4）在利用U-I 图线求r 时，一定要弄清楚在你面前的U-I 图线的纵坐标是否是从零开始的，如果从零开始，则r=I E，如果不是从零开始，则r=00I U E -.二、实验误差与误差分析：（1）图2-9-6所示的电路存在的系统误差的分析：这里由于电压表分流I V ，使电流表示数I 小于电池的输出电流I 真.I 真=I+I V ，而I V =VR U，U 越大，I V 越大，它们的关系可用图2-9-7表示.实测的图线为AB ，经过I V 修正后的图线为A ′B ，可看出AB 的斜率绝对值和在纵轴上的截距都小于A ′B 的斜率绝对值和在纵轴上的截距，即实测的E 和r 都小于真实值.对此也可由电路来解释：若把图2-9-6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.外电路断开时，a 、b 两点间电压U ab 即等效电动势E ，此时电压表构成回路，故U ab <E 真，即E<E 真.图2-9-6 图2-9-7（2）图2-9-8所示的电路存在的系统误差的分析：由于电流表的分压作用，则U 真=U 测+U A ′=U 测+IR A ,R A为电流表的内阻，这样在U-I 图象上对应每个I 应加上一修正值ΔU=IR A ，由于R A 很小，所以在I 很小时，ΔU 趋于零，I 增大，ΔU 也增大，理论值与测量值的差异如图2-9-9所示.由图可知：E 测=E 真,r 测>r 真（内阻测量误差非常大）.图2-9-8 图2-9-9 三、如何减小实验误差(1)合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差，电压表选取0—3 V ，电流表选取0—0.6 A 量程.(2)一般不采用解方程组的方法处理数据，太麻烦，如果采用的话，在连续得到的六组数据中，第一和第四，第二和第五，第三和第六，分别组成方程，如：⎩⎨⎧+=+=r I U E rI U E 4411 ⎩⎨⎧+=+=r I U I r I U E 5522 ⎩⎨⎧+=+=rI U E r I U E 6633 分别解出E 、r ，再取平均值作为测量结果.(3)一般采用图象法处理数据，描点时，距离大多数点的距离远的点，一定要舍掉，相当于数据不合理点，以减小偶然误差.【例1】某学生用电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0—20 Ω，连接电路的实物图如图2-9-10所示.图2-9-10(1)该学生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.电压表接线不妥 (2)思路分析：(1)在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路了，滑动头没有接，所以移动变阻器滑动端时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，所以A项应选.直流电表只允许电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出，图中电流表的正、负接线柱接对了，所以选项B不选.图中电源由一节干电池充当，电动势是1.5 V，所以电压表的量程应选用0— 3 V，图中连接是正确的，所以选项C不选.图中把电压表直接和电池两端并联，这样即使将开关断开，电压表仍有示数，即开关不能控制通过电压表的电流，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，选项D应选. 答案：(1)AD (2)这个实验正确的电路图应该如图2-9-11所示.图2-9-11温馨提示：连接或检查实物电路图时要注意下面几点：①先画出原理图，这是连接或检查实物图的依据；②先干路，再支路，例如，可先把电源、开关、电流表、滑动变阻器等依顺序连成闭合电路，然后，再把电压表接入电路.③还要合理选择电表的量程.【例2】下面是在测量某电池的电动势和内阻的实验中记录的六组数据.请在直角坐标系中画出U-I图，U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57差造成的，应舍去.直线与纵轴的交点坐标即为电源的电动势E=1.47 V，直线的斜率大小即为电源内阻r=0.75 Ω.图2-9-12答案：1.47 V 0.75 Ω温馨提示：描点法画图象，这是数学知识在物理学上的应用.画图象时横、纵坐标可以选择不同的坐标起点，描好点后要用平滑的直线把所描的点连起来，而不是用折线连起来.此外，实验总是要存在误差的，对那些明显偏离的点要大胆舍去，要让尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点也要均匀分布在直线的两侧.【例3】某同学按如图2-9-13所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：图2-9-13序号A1示数(A) A2示数(A) V1示数(V) V2示数(V)1 0.60 0.30 2.40 1.202 0.44 0.32 0.56 0.48(1)电路中E、r分别为电源电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是__________________________________________.(2)由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为0)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是____________________________________________.思路分析：(1)因R3两端电压正好为V1表示数，通过R3的电流即A2表示数，可见R3可求出.因R2两端电压即为V2示数，通过R2电流即为A1与A2示数之差，可见R2也可求出.由闭合电路欧姆定律得：E=U1+I1(R1+r)和E=U1′+I1′(R1+r)，其中U1和U1′是V1表两次测量数，I1和I1′是A1表两次测量示数，联立以上两式可求出E和(R1+r)，可见R1和r不能求得.故可求得的量为E、R2、R3.(2)因两电压表示数相同但不为0，这表明变阻器R P两端电压为0，这有两种情况：一是变阻器短路，二是电阻R2发生断路.温馨提示：这是2000年上海高考试题，虽然只是在原有学生实验基础上略作变动，但拓宽了实验实际情况，显得新颖别致，只要弄清原来的实验，灵活迁移，认真依据原理一步步推演，问题便可顺利解决. 拓展迁移1.某同学在做测定电源的电动势和内电阻的实验中，用同一套器材采用如图2-9-14中甲、乙所示的两种不同电路进行测量，并在同一坐标系中作出了两次测定的U-I图线如图2-9-14中丙图所示，图中的C点与A点很接近.试问：图2-9-14(1)图线AB是按哪种电路的测量作出的?(2)电池的电动势、内电阻的真实值是多少?(3)电流表的内阻是多少?答案：(1)由于根据CD图线所推导出的电源电动势和内电阻的测量值均小于根据图线AB所推导出的测量值，故可断定AB图线是根据乙图所示的电路所得测量值而作出的.(2)由于利用乙图所示电路而得到的电源电动势测量值与电动势的真实值相等，故电池的电动势的真实值为E=3.0 V.由CD图线可知I短=E/r=4.0 A，所以，电池内阻的真实值为r=E/I短=3.0/4.0 Ω=0.75 Ω.(3)利用AB图线可推算出与乙图电路相对应的那次电池内阻的测量值为r′=3.0/3.0 Ω=1.0 Ω故电流表的内阻为R a=r′-r=1.0 Ω-0.75 Ω=0.25 Ω.2.有两只电压表A和B，量程已知，内阻未知，另有一节干电池，它的内阻不能忽略，但大小未知.只用这两只电压表、开关和一些连接导线，要求通过测量计算出干电池的电动势(已知电动势不超过电压表的量程).(1)画出测量时所用的电路图.(2)以测得的量作为已知量，导出计算电动势的表达式.答案：(1)电路图：如图甲、乙所示(2)将任一只电压表(如表A 与电源串联)，电压表所示的电压值U A ，再将两只电压表与电源串联，记下每只电压表所示的电压值，设为U A ′、U B ，设表A 的内阻为R A ，表B 的内阻为R B ，电源内阻为r ，电动势为E ，由闭合电路欧姆定律可得：E=U A +AAR U r ， E=U A ′+U B +A A R U 'r.联立得E='A A BA U U U U .高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理《2.10实验 测定电池的电动势和内阻》学案新人教版选修3
高中物理《2.10实验测定电池的电动势和内阻》学案新人教版选修3第节实验：测定电池的电动势和内阻1、实验目的：(1)加深对闭合电路欧姆定律的理解 (2)进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用、(3)学会用伏安法测电池的电动势和内阻、(4)学会利用图象处理实验数据、2、实验原理：本实验的原理是闭合电路欧姆定律。
具体方法为：(1)利用如图1所示电路，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U、I值，由U＝E-Ir，可得：U1＝E-I1r，U2＝E-I2r，解之得：，(2)利用如图1示的电路，通过改变R的阻值，多测几组U、I的值(至少测出6组)，并且变化范围尽量大些，然后用描点法在U一I图象中描点作图，由图象纵截距找出E，由图象斜率tanθ===r，找出内电阻，如图2所示、3、实验器材电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池、4、实验步骤 (1)恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接人电阻值最大的一端、 (2)闭合开关S，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数、 (3)将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下此时电压表和电流表的示数、 (4)继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置，记下各位置对应的电压表和电流表的示数、 (5)断开开关S，拆除电路、 (6)在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴，作出U一I图象，利用图象求出E、r。
5、数据处理 (1)本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的U、I值，做U一I图象，所得图线延长线与U轴的交点即为电动势E，图线斜率的值即为电源的内阻r，即r==、如图2所示、 (2)应注意当电池内阻较小时，U的变化较小，图象中描出的点呈现如图3 (甲)所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及做出的图线误差较大、为此，可使纵轴不从零开始，如图3 (乙)所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些、此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r。
实验：电池电动势和内阻的测量+导学案 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
高二物理必修三12.3《实验：电池电动势和内阻的测量》导学案学习目标1．掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法．2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法；理解U －I 图象的意义．学习过程：一：伏安法测电源电动势和内阻1．原理：闭合电路的欧姆定律 实验电路：2．E 和r 的求解：{E = r =由U ＝E －Ir 得{U 1=E −I 1r U 2=E −I 2r ，解得{E =I 1U 2−I 2U 1I 1−I 2r =U 2−U 1I 1−I 2 3.实验步骤：(1)连接电路(2)电流表用 A 的量程，电压表用 V 的量程；(3)把滑动变阻器调到 处(4)闭合开关，调节变阻器，使表有明显的示数，记下一组数据，同理记录多组数据．3．作图法数据处理，如图所示．(1)图线与纵轴交点为 .(2)图线与横轴交点为I 短＝ .(3)图线的斜率表示r ＝ ..4. 系统误差分析由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．(1)如图甲所示，在理论上E ＝U ＋(I V ＋I A )r ，其中电压表示数U 是准确的电源两端电压，而实验中忽略了通过电压表的电流I V 而形成误差，而且电压表示数越大，I V 越 ．①当电压表示数为零时，I V ＝0，I A ＝I 短，短路电流测量值＝真实值．②E 测<E 真．因为r 测＝E 测I 短，所以r 测<r 真．从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r 测和E 测)，如图乙所示，因为电压表和电池并联，所以r 测小于电池内阻r 真，因为外电阻R 断开时，a 、b 两点间电压U ab 等于电动势E 测，此时电源与电压表构成回路，所以U ab <E 真，即E 测<E 真．(2)若采用下图甲所示的电路，I A 为电源电流真实值，理论上有E ＝U ＋U A ＋I A r ，其中U A 不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，U A 越大，当电流为零时，U A ＝0，电压为准确值，等于E ，如图乙所示．甲 乙①E 为真实值． ②I 短测<I 短真．③因为r 测＝E I 短测，所以r 测>r 真，r 测为r 真和R A 的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r 测的测量误差非常大．例1：某学生用电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0～20Ω，接电路的实物图如图所示。
高中物理《实验：测定电池的电动势和内阻》教案
高中物理《实验：测定电池的电动势和内阻》教案（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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《测量电源的电动势和内电阻》 导学案
《测量电源的电动势和内电阻》导学案一、学习目标1、理解电源电动势和内电阻的概念。
2、掌握测量电源电动势和内电阻的实验原理和方法。
3、学会数据处理和误差分析。
二、知识回顾1、闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流 I 跟电源的电动势 E 成正比，跟内、外电路的电阻之和 R+r 成反比，即 I ＝ E ／（R ＋ r)。
2、路端电压 U 与电流 I 的关系：U ＝ E Ir。
三、实验原理1、伏安法（1）实验电路：如图 1 所示，用电压表测量路端电压 U，用电流表测量电流 I。
（2）原理：根据闭合电路欧姆定律 E ＝ U ＋ Ir，改变外电路电阻R，测出两组 U、I 的值，列出两个方程：E ＝ U1 ＋ I1rE ＝ U2 ＋ I2r解方程组可求得电源的电动势 E 和内电阻 r。
2、图像法以路端电压 U 为纵坐标，电流 I 为横坐标，建立直角坐标系。
根据实验数据描点，作出 U I 图像（如图 2 所示）。
图像与纵轴的交点表示电源的电动势 E，图像斜率的绝对值表示电源的内阻 r。
四、实验器材电池（待测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
五、实验步骤1、按图 1 连接电路，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的一端。
2、闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的示数 U1、I1。
3、继续调节滑动变阻器，改变外电路的电阻，记录多组 U、I 的值。
4、断开开关，整理实验器材。
六、数据处理1、计算法利用两组测量数据，代入 E ＝ U ＋ Ir，解方程组求得 E 和 r。
为了减小误差，通常多测几组数据，分别列出多个方程，然后求出几组E、r 的值，最后取平均值。
2、图像法（1）建立直角坐标系，横轴为电流 I，纵轴为路端电压 U。
（2）根据实验数据描点，用一条直线尽可能多地穿过这些点。
如果不能穿过所有点，应使各点均匀分布在直线两侧。
（3）直线与纵轴的交点即为电源的电动势 E，直线的斜率绝对值即为电源的内阻 r。
2实验：测定电池的电动势和内阻
2.10 实验：测定电池的电动势和内阻学案一、实验原理和方法1．画出用电压表、电流表加上滑动变阻器来测定电源的电动势和内阻的电路图．2．画出用电流表、电阻箱测定电源的电动势和内阻的电路图．3．画出用电压表、电阻箱测定电源电动势和内阻的电路图．二、数据处理1．计算法：取两组实验中获得的数据，列方程：{E＝U1＋I1r， E＝U2＋I2r，解得：E＝________________，r＝__________________.为了减小误差，多取几组数据，分别列若干组联立方程，求若干组E和r，最后以电动势的________和内电阻的________作为实验结果．2．图象法：若采用第一种实验电路，在坐标纸上以____________为横坐标、__________为纵坐标建立直角坐标系，根据实验测得的几组数据在坐标系中描点作图一、实验原理和方法[问题情境]电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是内阻不同．从前面的学习可知伏安法可以测电阻，用欧姆表也可以直接测电阻．而电源的内阻在里面，那又应该怎样测量呢？1．三种测量方案，其原理均遵从什么定律？2．第二、三种方案中的可变电阻与第一种方案中的相同吗？[要点提炼]1．根据具体的实验条件，有下列三种测量电路，如图1(1)、(2)、(3)所示分别写出对应的物理关系式：(1)______________；(2)____________；(3)__________．图12．水果电池不太稳定，也可改为测量干电池的电动势和内阻，____________(填“新”或“旧”)干电池的内阻较大，容易测量．[问题延伸]恰当选择实验器材，照电路图连好实验器材，使开关处于________状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值________的一端．二、数据处理[问题情境]我们都有这样的体会：手电筒内的电池用久了，灯泡的亮度会下降；收音机、录音机内的电池用久了，声音会变小，这是什么原因呢？1．用两组I 和U 的数据，解方程组就可以算出电池的电动势E 和内阻r.这样做虽然简单，但有什么缺点？2．描点作图时，为便于研究问题，画出的图象是直线好，还是曲线好？ [要点提炼]1．数据处理的方法可用以下两个方法，________法和________法． 2．用图象法处理实验数据时，建立合适的坐标系，使画出的图象尽量是直线，如________图象．[问题延伸]干电池内阻较小时路端电压U 的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U －I 图象时，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)．此时图线和横轴的交点不再是__________，但纵轴的截距仍然是电池的__________，直线斜率的绝对值|ΔUΔI|照样还是电池的____________.例1 某同学的实物连线如图2甲所示．(1)请指出该同学在接线中错误和不规范的地方．①________________________________________________________________________ ②________________________________________________________________________ ③________________________________________________________________________ (2)另有一同学实物连接图正确，也能正确读数，但忙乱中在稿纸上记录了一些数据，如0.24 在所给的数据中，求出电源电动势E ＝______ V ，内阻r ＝________ Ω变式训练1 在测定一节干电池(电动势约为1.5 V ，内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有两个供选：A ．电压表量程为15 VB ．电压表量程为3 VC ．滑动变阻器为(20 Ω，3 A )D ．滑动变阻器为(500 Ω，0.2 A )(1)电压表应选________(填“A ”或“B ”)，这是因为______________________________． (2)滑动变阻器应选________(填“C ”或D )，这是因为____________________________． 例2 如图3所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U －I 图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V ．则该电路可能为下图中的( )变式训练2 某同学采用如图4甲所示的电路测定干电池的电动势和内阻．已知干电池的电动势约为1.5 V ，内阻约为2 Ω，电压表(0～3 V ，3 kΩ)，电流表(0～0.6 A,1.0 Ω)，滑动变阻器有R 1(10 Ω， 2 A )和R 2(100 Ω，0.1 A )各一只．(1)在实验中滑动变阻器应选用 __________(填“R 1”或“R 2”)；(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路． 【即学即练】1．在“用伏安法测电池的电动势与内阻”的实验中，下列注意事项中错误的是( ) A ．应选用旧的干电池作为被测电源，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 ．移动滑动变阻器的滑片时，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 图线时，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2. 如图5所示为闭合回路中两个不同电源的U －I 图象，下列判断正确的是( )图5A ．电动势E 1＝E 2，发生短路时的电流I 1＞I 2B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1＞r 2C ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1＜r 2D ．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大图63．如图6所示是根据某次实验记录数据画出的U －I 图象，下列关于这个图象的说法中正确的是( )A ．纵轴截距表示待测电源的电动势B ．横轴截距表示短路电流C ．根据r ＝EI 短，计算出待测电源内电阻为12 ΩD ．电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω4．在测定电池的电动势和内电阻实验的实物连接图中(如图7所示)，电流表和电压表的正接线柱都尚未连接，为了做这个实验，应该把( )A ．电流表的正接线柱与c 点相连B ．电流表的正接线柱与b 点相连C ．电压表的正接线柱与a 点相连D ．电压表的正接线柱与c 点相连思考题：5．小明同学设计了如图所示的电路测电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值。
实验测定电源电动势和内阻
测量电源的电动势和内阻导学案编写人：李慧班级：姓名：学号：【教学目标】1知识与技能：使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过实际操作中的不断解决问题，开阔思路，激发兴趣。
2.过程与方法：学会利用图像处理数据的方法、误差分析。
3.情感态度与价值观：使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。
【重点难点】1.重点：测量方案和利用图像处理数据2.难点：如何利用图像得到结论一．考点整理基本概念图（1）1．实验目的：①测定电源的电动势和内阻；②掌握用图象法求电动势和内阻．2．实验原理：实验依据定律，实验电路如图（1）所示．数据处理方法如下方法1：取六组对应的U、I数据，数据满足关系式U1 = E–I1r、U2 = E–I2r、U3 = E–I3r……让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A方法2：以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U–I坐标系，在坐标平面内描出各组（I，U）值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴的交点即是（一次函数的纵轴截距），直线的斜率大小即为电池的，即r = ．3．实验器材：电池（被测电源）、电压表(0-3V)、电流表(0-0.6A)、滑动变阻器10Ω、开关、导线、、．4．实验步骤：⑴电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图甲连接好电路．⑵把变阻器的滑片移动到使阻值的一端．⑶闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据（I1、U1）．用同样方法测量几组I、U值．填入表格中．⑷断开开关，拆除电路，整理好器材．5．误差分析：⑴偶然误差：①读数和电表线性不良引起误差．②用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差．③测量过程中通电时间过或电流过，都会引起E、r变化．⑵系统误差：由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．①如图甲电路：在理论上E = ，其中电压表示数U是准确的电源两端电压．而实验中忽略了通过电压表的电流I V而形成误差（如图乙中虚线段），而且电压表示数越大，I V越大．结论：当电压表示数为零时，I V = 0，I A = I短，短路电流测量值= 真实值；E测< E真；因为r测= E/ I短，所以r测< r真．实际上r测是电压表内阻和电源内阻r的并联值，当然应变小．②如图丙电路：U–I图线如图丁所示，I A为电源电流真实值，理论上有E = ，其中的U A不可知，而造成误差（如虚线段为U A），而且电流表示数越大，U A越大，当电流为零时，U A = 0，电压为准确值，等于E．结论：E为真实值，即E测= E真；I短测< I短真；又因为r = E/ I短，所以r测> r真，r测实际是r和R A的串联值．因干电池内阻r很小，因此选用甲电路7．注意事项⑴为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜，可选用已使用过一段时间的干电池．⑵干电池在大电流放电时，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．⑶要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求．⑷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．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的抵消，从而提高精确度．⑸干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U－I图线时，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．二．思考与练习思维启动1.在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中：(1)备有如下器材：A．干电池1节；B．滑动变阻器(0～20 Ω)；C．滑动变阻器(0～1 kΩ)；D．电压表(0～3 V)；E．电流表(0～0.6 A)；F．电流表(0～3 A)；G．开关、导线若干．其中滑动变阻器应选__________，电流表应选__________．(只填器材前的序号)(2)为了尽可能地减小实验误差，请在上面虚线框中画出该实验最合理的电路图。
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《实验：测定电池的电动势和阻》导学案
1、了解并掌握测定电池的电动势和阻的原理和实验方法。
教学重点：掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。
教学难点：用图象法处理实验数据。
※实验原理
1.闭合电路欧姆定律：
2.画出实验原理图。
※实验步骤
1：按原理图连接实物图
2、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大
3、闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样的方法测量并记录几组U,I值
4、断开电键,整理好器材
※实验数据处理
（1）公式法
用电压表、电流表和一个可变电阻测定电池的电动势和阻时，用两组I和U
的数据，代入公式E＝U＋Ir，解方程组就可以算出电池的电动势E和阻
r。
（
2）图象法
总结：
图27
※实验误差分析
图象法
若采用如图24所示电路，对待测电源而言，电流表处于外接状态，此时电压表的测量值就是电源两端的电压，但电流表的测量值并不是通过电源的电流，由于电压表的分流作用，电流表示数I 测小于流经电池的电流I 真，且有I 测＝I 真－I V 。
设电压表的阻为R V ，则V V
U
I R
，所以路端电压U 越大，I V 越大；U 趋于零时，I V 也趋于零。
据此，可得到如图31所示的两条图线，其中实线AB 为按实际测量值描绘得到的图线，虚线A ＇B 为去除了误差因素下的真实图线，由图线可以看出E 和r 的测量值都小于真实值，即E 测＜E 真，r 测＜r 真。
若采用如图30所示电路，对待测电源而言，电流表处于接状态，此时电流表的测量值就是流经电源的电流，但电压表的测量值并不是电源两端的电压，由于电流表的分压作用，电压表示数U 测小于路端电压U 真，且有U 测＝U 真－U A 。
设电流表的阻为R A ，则U A ＝IR A ，所以电流I 越大，U A 越大；I 趋于零时，U A 也趋于零。
据此，可得到如图32所示的两条图线，其中实线为按实际测量值描绘得到的图线，虚线为去除了误差因素下的真实图线，由图线可以看出E 的测量值等于真实值，但r 的测量值大于真实值，即E 测＝E 真，r 测＞r 真。
※当堂练习：
用图2.9-6的电路测定一节蓄电池的电动势和阻。
蓄电池的阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0。
除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有： A ．电流表（量程0.6 A 、3A ） B ．电压表（量程3V 、15V ）
C ．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W ）
D ．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W ）
E ．滑动变阻器（组织围0~10Ω、额定电流2A ）
F ．滑动变阻器（组织围0~200Ω、额定电流1A ） （1）电流表，电压表各选哪个？ （2）定值电阻选用哪个?滑动变阻器选用哪个？
图31
U I V1
I V2 E 真 E 测 I I A B
A ＇
1 U 2
A
V
图30 图32
U E U 1
U 2
I I U A2
I 测 I 真 U A1
A
V 图24 R S
《实验：测定电池的电动势和阻》课后检测题
一：选择题
1.在测定电源电动势和阻的实验中，为使实验效果明显且不会损害仪器，应选择下列电源中（）
A.阻较大的普通干电池
B.阻较小的普通蓄电池
C.小型交流发电机
D.小型直流发电机
2.下面给出多种伏安法测电池电动势和电阻的数据处理方法,其中既能减小偶然误差,又直观、简便的是（）
A.测出两组I、U的数据，代入方程组E=U
1+I
1
r和E=U
2
+I
2
r，求出E和r
B.多测几组I、U的数据，求出几组E和r，最后分别求出其平均值
C.测出多组I、U的数据，画出U-I图象，再根据图象求E和r
D.多测出几组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阻r
3.用图象法计算电动势和阻时，先要描点，就是在U-I坐标系中描出与每组I、U值对应的点，以下说确的是（）
A.这些点应当准确地分布在一条直线上，即U-I图线应通过每个点
B.这些点应当基本在一条直线上，由于偶然误差不能避免，所以U-I图线不可能通过每一个点
C.画U-I图线应当使它通过尽可能多的描出的点
D.不在U-I图线上的点应大致均衡地分布在图线的两侧
E.个别偏离直线太远的点，应当舍去
4.测电池电动势和阻的实验中，由于电流表和电压表阻的影响，以下说确的是（）
A.在左图所示电路中，E
测<E
真
B.在左图所示电路中，r
测<r
真
C.在右图所示电路中，E
测<E
真
D.在右图所示电路中，r
测<r
真
5.如图所示是根据某次实验记录的数据画出的U—I图线，关于此图线，下列的说法中正确的是：（）
A、纵轴的截距表示电源的电动势，即E＝3.0V
B、横轴的截距表示电源的短路电流，即I
短
＝0.6A
C、电源的阻r＝5Ω
D、电源的阻r＝1.0Ω
6.在测定电池的电动势和电阻的实验中，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（）
A.一只电流表和一个电阻箱
B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器
C.一只电压表和一个电阻箱
D.一只电流表和一个滑动变阻器
二：填空题
7.如图所示为根据实验数据画出的路端电压U随电流I变化的图，由图线可知，该电池的电动势E= V，电池的电阻r= Ω。
8. 在测定一节干电池(电动势约为1.5V，阻约为2Ω)的电动势和阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A 电压表量程为15V，B 电压表量程为3V，A变阻器为(20Ω，3A)，B变阻器为(500Ω，0.2A)。
电压表应该选_______(填A或B)，这是因________________________；
变阻器应该选_______(填A或B)，这是因________________________。
9.用一只电流表和一只电压表测电池电动势和电阻的实验电路有如图所示的甲、乙两种，采用甲图测定E和r时产生的系统误差主要是由于；采用乙图测定E和r时产生的系统误差主要是由于，为了减小上述系统误差，当
R远小于R
V
时，应采用电路。
10.在用电流表和电压表测电池的电动势和电阻的实验中,所用电流表和电压表的阻分别为0.1Ω和1kΩ.下面分别为实验原理图及所需的器件图.
（1）.试在上图中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路.
（2）一位同学记录的6组数据见表.试根据这些数据在下图中画出U-I图线.根据图象读出电池的电动势E= V，根据图象求出电池阻
r= Ω.
I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
11.用伏安法测一节干电池的电动势E和电阻r，所给的器材有：(A)电压表○V：0—3—15V；(B)电流表○A：0—0.6—3A；(C)变阻器R1(总电阻20Ω)；(D)变阻器R2(总电阻100Ω)；以及电键S和导线若干。
（1）电压表量程选用_______，电流表量程选用_______，变阻器选用________。
（2）在下边的方框中画出实验电路图。
（3）如图所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出E=________V，r=________Ω.
（4）若只选用两组数据，用欧姆定律算出E、r，有可能误差较大；若选用第________组和第________组数据误差最大。
12.测量电源B的电动势E及阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。
器材：量程3V的理想电压表○V，量程0.5A的电流表○A（具有一定阻），固定电
阻R=4Ω，滑动变阻器R′，开关S，导线若干。
①画出实验电路原理图。
图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
②实验中，当电流表读数为I
1时，电压表读数为U
1
；当电流表读数为I
2
时，电
压表读数为U
2。
则可以求出E= ，r= 。
（用I
1
，
I 2，U
1
，U
2
及R表示）
③若采用右图的电路图来进行实验，试分析实验造成的误差。
13.已知太阳能电池组的电动势约为8V，短路电流约为4mA，为了精确测出它的电动势和阻，除导线和开关外，可供选择的仪器有：
A. 电流表, 量程5mA，阻约10Ω
B. 电流表, 量程20mA，阻约40Ω
C. 电压表, 量程5.0V，阻约5kΩ
D. 电压表, 量程15V，阻约15kΩ
E. 滑动变阻器电阻4 kΩ
F. 滑动变阻器电阻40 kΩ
(1) 为使实验尽可能方便、准确，应选用上述仪器中的（用所给器材的代号填写）.
(2)画出电路图.
(3)该电路测得的电源电动势和真实值相比较。
测得的电阻和真实值相比较。
(填偏大、偏小或相等)。