测量电源的电动势和内阻

测量电源的电动势和内阻 精品文档 测量电源的电动势和内阻 文 章来源 m 实验:测量电源的电动势和内阻学案(粤教版选修3-1) 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量电源的电动势和内阻的电路图( 2(画出用电流表、电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路图( 3(画出用电压表、电阻箱测量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( 1 / 12 精品文档 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，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 2 / 12 精品文档 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,[来源:Www.ks5u.com] 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 3 / 12 精品文档 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( ? ___________________________________________________ _____________________ ? ___________________________________________________ 4 / 12 精品文档 _____________________ ? ___________________________________________________ _____________________ (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 123456 电流表示数I/A0.160.240.320.400.480.56 电压表示数U/V 在所给的数据中，求出电源电动势E,______V，内阻r,________Ω 听课记录: 变式训练1 在测定一节干电池(电动势约为1.5V，内阻约为2Ω)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15V B(电压表量程为3V c(滑动变阻器为(20Ω，3A) D(滑动变阻器为(500Ω，0.2A) 5 / 12 精品文档 (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 图3 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3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V(则该电路可能为下图中的( ) 听课记录: 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1.5V，内阻约为2Ω，电压表(0,3V，3kΩ)，电流表(0,0.6A,1.0Ω)，滑动变阻器有R1(10Ω，2A)和R2(100Ω，0.1A)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】 6 / 12 精品文档 1(在“用伏安法测量电源的电动势与内阻”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[来源:Z&xx&k.com] 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5 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 c(电动势E1,E2，内阻r1,r2 D(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 7 / 12 精品文档 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12Ω D(电流为0.3A时的外电阻是18Ω 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 参考 课前自主学习 一、 8 / 12 精品文档 1. 2. 3. 二、 1.I1U2,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 9 / 12 精品文档 [要点提炼] 1(计算 图象 2.U,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源串接后的两端;?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1.40、1.36、1.32、1.28、1.24、1.20 代入公式E,U，Ir， 联立解得E,1.48V，r,0.5Ω 变式训练1 见解析 解析 (1)由于电源电动势约为1.5V，故选量程为0,3V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c. 例2 B [由U,I图线的斜率及截距可得该电源E,6V，r,0.5Ω.当U,4.8V时，I,E,Ur,2.4A，R,UI,2Ω，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( 10 / 12 精品文档 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，路端电压即电源电动势;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源的内阻(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、c正确(两个电源电动势相等，内阻r1,r2，当电流变化量ΔI1,ΔI2时，ΔI1r1,ΔI2r2，即电源1内电压变化量小于电源2内电压变化量，所以电源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，截距即等于电源电动势，选项A对;但图象与横轴的交点处，电压等于5.0V，所以0.5A是路端电压为5.0V时的电流，而不是短路电流，所以B错;根据r,E,UI得:r,2Ω，所以c错;根据R,UI,5.40.3Ω,18Ω，选项D对(] 4(Ac 11 / 12 精品文档 文 章来源 m 12 / 12