测量电源的电动势和内阻

测量电源的电动势和内阻 实验:测量电的电动势和内阻 学案(粤教版选修3-1)一、实验原理和 1(画出用电压表、电流表加上滑动变阻器测量电的电动势和内阻的电路图( 2(画出用电流表、电阻箱测量电的电动势和内阻的电路图( 3(画出用电压表、电阻箱测量电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(而电的内阻在里面，那又应该怎样测量呢, 1(三种测量，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，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1 2(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,[:su] 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(甲乙 图2 (1)请指出该同学在 接线中错误和不规范的地方( ?___________________________________________________________ _____________ ?___________________________________________________________ _____________ ?___________________________________________________________ _____________ (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，如图乙所示，请你帮他把数据整理好，并按实际情况填好表格 实验次数 物理量 12346 电流表示数I/A01602403204004806 电压表示数U/V 在所给的数据中，求出电电动势E,______ V，内阻r,________ Ω 听记录: 变式训练1 在测定一节干电池(电动势约为1 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1 V B(电压表量程为3 V (滑动变阻器为(20 Ω，3 A) D(滑动变阻器为(00 Ω，02 A) (1)电压表应选________(填“A”或“B”)，这是因为__ _______________________( (2)滑动变阻器应选________(填“”或D)，这是因为____________________( 例2 如图3所图3 示为测量某电电动势和内阻时得到的U,I图线(用此电与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为48 V(则该电路可能为下图中的( )听记录: 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 V，内阻约为2 Ω，电压表(0,3 V，3 Ω)，电流表(0,06 A,10 Ω)，滑动变阻器有R1(10 Ω， 2 A)和R2(100 Ω，01 A)各一只( 图4 (1)在实验中滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”); (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“用伏安法测量电的电动势与内阻”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，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 (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[:Z≈xx≈] 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图 如图所示为闭合回路中两个不同电的U,I图象，下列判断错误的是( ) A(电动势E1,E2，发生短路时的电流I1,I2 B(电动势E1,E2，内阻r1,r2 (电动势E1,E2，内阻r1,r2 D(当两电的工作电流变化量相同时，电2的路端电压变化大 3图6 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的电动势 B(横轴截距表示短路电流 (根据r,EI短，计算出待测电内电阻为12 Ω D(电流为03 A时的外电阻是18 Ω 4(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( )图7 A(电流表的正接线柱与点相连 B(电流表的正接线柱与b点相连 (电压表的正接线柱与a点相连 D(电压表的正接线柱与点相连参考答案 前自主学习 一、 123二、 1I1U2,I2U1I1,I2 U1,U2I2,I1 平均值 平均值 2(电流I 电压U 核心知识探究 一、 [问题情境] 1(闭合电路欧姆定律 2(不同(第二、三方案中是变阻箱，而第一方案中只需滑动变阻 器( [要点提炼] 1((1)E,U，Ir (2)E,IR，Ir (3)E,U，URr 2旧 [问题延伸] 断开 最大 二、 [问题情境] 1(误差可能很大 2直线 [要点提炼] 1(计算 图象 2U,I [问题延伸] 短路电流 电动势 内阻 解题方法探究 例1 见解析 解析 (1)?电压表没有并接在开关和电串接后的两端;?电流表正负接线柱错误;?电压表量程选用不当( (2)表格数据依次按顺序为140、136、132、128、124、120 代入公式E,U，Ir， 联立解得E,148 V，r,0 Ω 变式训练1 见解析 解析 (1)由于电电动 势约为1 V，故选量程为0,3 V的电压表，读数既准确，又方便;(2)D中滑动变阻器的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便，故滑动变阻器应选 例2 B [由U,I图线的斜率及截距可得该电E,6 V，r,0 Ω当U,48 V时，I,E,Ur,24 A，R,UI,2 Ω，B正确(] 变式训练2 见解析 解析 (1)R1 (2)实验电路如下图所示(即学即练 1(B [实验中选用的电压表的内阻应尽可能的大，而电流表的内阻则尽可能的小，故选项B错误;其他三个选项的内容均为正确操 作(] 2(B [闭合电路的U,I图象中，I是电路的总电流，U是路端电压(图象上图线与U轴的交点表示电 路电流为零，属断路，路端电压即电电动势;图线与I轴交点表示路端电压为零，电路短路，交点坐标值即为短路电流，I,Er，即r,EI，可见图线的斜率的绝对值为电的内阻(从坐标中可以看出图线1、2与U轴交于一点表明电动势E1,E2;图线1斜率比图线2斜率小，表明r1,r2;图线1与I轴交点坐标大于图线2与I轴交点坐标，表明I1,I2可见A、正确(两个电电动势相等，内阻r1,r2，当电流变化量ΔI1,ΔI2时，ΔI1r1,ΔI2r2，即电1内电压变化量小于电2内电压变化量，所以电2路端电压变化量大(D项正确(] 3(AD [图象与纵轴的交点，电流取值为0，此时为断路状态，截距即等于电电动势，选项A对;但图象与横轴的交点处，电压等于0 V，所以0 A是路端电压为0 V时的电流，而不是短路电流，所以B错;根据r,E,UI得:r,2 Ω，所以错;根据R,UI,403 Ω,18 Ω，选项D对(] 4(A