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4.2.测量电源电动势和内阻导学案


4.2 测量电源的电动势和内阻(2 课时)
【学习目标】1.掌握利用电压表和电流表测量电池电动势和内电阻的方法;

上述用作图的方法得出实验结果的方法,具有直观、简便的优点。 【步骤规范】 实 验 步 骤 操 作 规 范 1. 若表针不在零位, 用螺丝刀旋动机械调零螺钉, 使其正对 2.⑴实验器材应放置在合适的位置,应使电键、 滑动变阻器便于操作;电

表刻度盘应正对实验者 ⑵电键接入电路前,处于断开位置;闭合电键 前,滑动变阻器阻值置于最大;导线连接无“丁” 字形接线 ⑶电流表量程 0.6A,电压表量程 3V

一.连接实验电路 2.学会利用图线处理数据的方法。3.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 1.将电流表、电压表机械调零 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 2.布列实验器材,接图连接实验电路 力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。 【使用说明】1.阅读教材 P82—P84 页,独立完成本学案,注意对基础知识概念的理解与解题方法的总 jie 结。2.各组组长按时收交,各组长督促落实,然后及时收交。 A R 【学法指导】 :自主阅读、合作探究、精讲精练.类比法,思想实验,科学想象,推理判断 【课前自主学习】 V 1. 现在有一个干电池, 要想测出其电动势和内电阻, 你需要什么仪器, 采用什么样的电路图, 原理是什么? 二.读取 I、U 数据 1.调节滑动变阻器的阻值,闭合电键,读取 一组电流表和电压表的读数 2.改变滑动变阻器的阻值,闭合电键,读取 电流表和电压表读数,共测 8-10 组 三.拆除电路,仪器复原 3.图像法处理数据的优点是什么?如何应用 I、U 图线求电源电动势和内阻? E r S

2.根据闭合电路的欧姆定律,路端电压 U=E-Ir.若测出两组(I、U)的值,写出电源电动势 和内阻的表达式。

1.⑴滑动变阻器的阻值由大到小变化,使电路中 电流从小到大平稳地改变,适时地读取 I、U 读数 ⑵电流表和电压表读数正确,有估读 ⑶必要时要及时改变电表量程 2.每次实验后,都要及时断开电源

【课堂交流展示】 【实验目的】 测定电池的电动势和内电阻 【实验原理】 由闭合电路的欧姆定律 E =U+Ir 知,路端电压 U=E—Ir,对给定的 电源,E、r 为常量,因此路端电压 U 是电流 I 的一次函数。将电池、电 流表、电压表,可变电阻连接成如图 7-1 所示的电路,改变可变电阻 R 的阻值,可以测得多组 I、U 值。将它们描在 U—I 坐标中,图线应该是 一条直线。显然,直线在 U 坐标上的截距值就是电池电动势,直线斜率的绝对值就是电池的内阻 的大小。

【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,以免于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两侧,而不 要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差. 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 3 甲所示的状况,下部大面 积空间得不到利用,为此可使坐标不从零开始,如图 3 乙所示,把坐标的比例放大,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=|Δ U/Δ I| 计算出电池的内 阻 r. 4 .实验误差 的来源与分析 ( 1 )每次读
1

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完电表示数没有立即断电,造成 E、r 变化; (2)测量电路存在系统误差,I 真=I 测十 Iv,未考虑电压表分流. 【典型例题】 【例 1】测量电源电动势和内电阻的器材如图 A 所示,请用实线表示导线,将图 A 中器材连成实 验用电路。实验时经测量得出的数据如下表,请在下图 B 的方格纸上画出 U—I 图线。利用图线 可求出电源电动势 E= 1 I/A U/V 0.12 1.37 2 0.20 1.32 ,内电阻 r= 3 0.31 1.24 4 0.32 1.18 。 5 0.50 1.10 6 0.57 1.05

原量程的 倍,电阻箱的阻值应为 Ω。 【例 3】用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻。 (1)在下面方框中完成所需电路。 (2)右图所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线。由图可知:图线与电压 U 轴的交点表 示 ;电源Ⅰ的内电阻 电源Ⅱ的内电阻(填“大于、小于或等于” ) 。 (3)图中两直线 Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中 相等。 U/V Ⅱ V Ⅰ O 【随堂检测训练】 I/A 1.用电流表和电压表测定电池的电动势 E 和内阻 r,所用的电路如左下图所示,一位同学测得 的五组数据如表中所示. I/A U/V 0.12 1.37 0.20 1.32 0.31 1.24 0.32 1.18 0.50 1.10 A

- 0.6A 3A

- 3V 15V

【例 2】利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器 材为: 干电池:电动势约为 1.5 V,符号 电压表:量程 1 V,内阻 998.3 Ω,符号 V 电流表:量程 1 A,符号 A 滑动变阻器:最大阻值 10Ω,符号 电阻箱:最大阻值 99999.9 Ω,符号 单刀单掷开关 1 个,符号 导线若干 ①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内,要求在图中标出电压表、电 流表的接线柱的正负。 ②为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为
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(1)试根据这些数据在右上图中作 U—I 图线. (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=_______Ω . (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 E=U1+I1r 和 E=U2+I2r 算出 E 和 r,这样做可能得出误差较大的数值,选用第_______组和第_______组的数据,求得 E 和 r 误 差最大? 【课后练习】完成课本 85 页“家庭作业与活动”1、2、3、4.

A V

2

E

r

S


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