2022人教版選修（3－1）《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》word學(xué)案1

《2022人教版選修（3－1）《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》word學(xué)案1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022人教版選修（3－1）《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》word學(xué)案1（14頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022人教版選修（31）實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻word學(xué)案1學(xué)習(xí)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1、了解并掌握測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理和實(shí)驗(yàn)方法。2、學(xué)習(xí)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（二）過(guò)程與方法通過(guò)設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，開(kāi)闊思路，激發(fā)興趣。養(yǎng)成規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)并能科學(xué)、合理地處理數(shù)據(jù)的習(xí)慣。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀理解和掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理問(wèn)題的基本程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和不斷求索的精神，培養(yǎng)觀察能力、思維能力和操作能力，提高對(duì)物理學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和興趣。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。自主學(xué)習(xí)：1.閉合電路歐姆定律的內(nèi)容 2.測(cè)

2、定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原來(lái)就是閉合電路歐姆定律，對(duì)于一個(gè)給定的電池，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是一定的，由閉合電路歐姆定律可以寫(xiě)出電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r與路端電壓U、電流I 的關(guān)系式，為 。根據(jù)這個(gè)關(guān)系式，你可以利用哪些實(shí)驗(yàn)器材來(lái)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r？畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。3.根據(jù)閉合電路歐姆定律，可以寫(xiě)出電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r與電路電流I 、電路外電阻R的關(guān)系式，為 。根據(jù)這個(gè)關(guān)系式，你可以利用哪些實(shí)驗(yàn)器材來(lái)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r？畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。同步導(dǎo)學(xué)： 1實(shí)驗(yàn)原理：由閉合電路的歐姆定律IE/（Rr）可得：UEIr，式中E、r為電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，在電路中不隨外電阻的變化而改變。當(dāng)外電阻R

3、變化時(shí)，路端電壓U及電路中的電流I將發(fā)生改變。如改變外電阻，求得n組U、I值，即可由公式法或圖象法求得E、r。2實(shí)驗(yàn)器材：本實(shí)驗(yàn)需要的實(shí)驗(yàn)器材有 。3實(shí)驗(yàn)步驟：（1）確定電流表、電壓表的量程，按照電路原理圖把器材連接好。（2）把滑動(dòng)變阻器滑片移到電阻最 的一端。（3）閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電壓表和電流表的讀數(shù)，用同樣方法測(cè)量并記錄幾組I、U值。（4）斷開(kāi)電鍵，整理好器材。（5）數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上作UI圖，求出E、r4注意事項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)電路圖：安培表和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后與伏特表并聯(lián)。（2）安培表一般選00.6A檔，伏特表一般選03V檔。（3）應(yīng)選用內(nèi)阻 一些（用過(guò)一

4、段時(shí)間）的干電池，在本實(shí)驗(yàn)中不要把電流調(diào)得過(guò) ，每次讀完示數(shù)后立即斷電。（4）在畫(huà)U-I圖象時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上，或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可以使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度。（5）干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，即不會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多。這時(shí)，在畫(huà)U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開(kāi)始，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開(kāi)始（橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始）。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是 電流，不過(guò)直線斜率的大小照樣還是電源的 。5誤差分析：實(shí)驗(yàn)中的誤差屬于系統(tǒng)誤差，因?yàn)殡妷罕淼?作用 所以 I真=I測(cè)IV即（I真-I測(cè)），反映在圖線上

5、：當(dāng)U=0時(shí)，IV0 II真故r真r測(cè) E真E測(cè)例1 在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,所用電流表和電壓表的內(nèi)阻分別為0.1和1k.下面分別為實(shí)驗(yàn)原理圖及所需的器件圖.（1）試在右上圖中畫(huà)出連線,將器件按原理圖連接成實(shí)驗(yàn)電路.（2）一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見(jiàn)表.試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中畫(huà)出U-I圖線.根據(jù)圖象讀出電池的電動(dòng)勢(shì)E= V，根據(jù)圖象求出電池內(nèi)阻r= .I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05解析：（1）按照實(shí)物原理圖將實(shí)物連接如左下圖。（2）根據(jù)表格中U、I數(shù)據(jù)，在方格紙U-I坐標(biāo)上找點(diǎn)描跡如右下圖，

6、連直線時(shí)第四組數(shù)據(jù)(0.32A,1.18V)標(biāo)出的點(diǎn)應(yīng)該舍去不顧，然后將直線延長(zhǎng)，交U軸于U1=1.46V（1.441.48也對(duì)），此即為電源電動(dòng)勢(shì)；交I軸于I=0.64A,注意此時(shí)U2=1.00V,由閉合電路歐姆定律得。測(cè)得（0.670.77也對(duì)）。例2 用一只電流表和一只電壓表測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路有如圖所示的甲、乙兩種，采用甲圖測(cè)定E和r時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差主要是由于 ；采用乙圖測(cè)定E和r時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差主要是由于 ，為了減小上述系統(tǒng)誤差，當(dāng)R遠(yuǎn)小于RV時(shí)，應(yīng)采用 電路。解析：采用甲圖時(shí)系統(tǒng)誤差主要是由于電壓表分流，這時(shí)電流表的示數(shù)比干路電流小；采用乙圖時(shí)系統(tǒng)誤差主要是由于電流表分壓

7、，這時(shí)電壓表的示數(shù)比路端電壓小；當(dāng)R遠(yuǎn)小于RV時(shí)，應(yīng)采用圖甲電路例3 有兩只電壓表A和B，量程已知，內(nèi)阻不知等于多少；另有一節(jié)干電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但不知等于多少.只用這兩只電壓表、開(kāi)關(guān)和一些連接用的導(dǎo)線，能通過(guò)測(cè)量計(jì)算這節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)(已知電動(dòng)勢(shì)不超出電壓表的量程，干電池不許拆開(kāi)).(1)畫(huà)出你測(cè)量時(shí)所用的電路圖；(2)以測(cè)得的量作為已知量，導(dǎo)出計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的式子.解析： 測(cè)量電路如圖所示. 設(shè)電壓表的內(nèi)阻為RA和RB，電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r.先將電壓表A串聯(lián)接入電路中，記下其示數(shù)UA.根據(jù)歐姆定律，有E=UA 然后,將電壓表A、B同時(shí)串聯(lián)接入電路中,記下兩表的示數(shù)UA和UB,同理又有

8、E=UAU將等效為一個(gè)未知量，從和式中消去，所以電源電動(dòng)勢(shì)為E=同步檢測(cè)：一、公共部分：1.在測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線配合下列哪些儀器.可以達(dá)到測(cè)定目的()A.一只電流表和一只滑動(dòng)變阻器 B.一只電流表和一只電壓表C.一只電流表和一只電阻箱 D.一只電壓表和一只電阻箱2.下面給出多種用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既減小偶然誤差，又直觀、簡(jiǎn)便的方法是 （ ）A測(cè)出兩組I，U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可求出E和rB多測(cè)幾組I，U的數(shù)據(jù)，求出幾組E，r，最后分別求出其平均值C測(cè)出多組I，U的數(shù)據(jù)，畫(huà)出UI圖像，再根據(jù)圖像

9、求E，rD多測(cè)出幾組I，U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測(cè)出開(kāi)路時(shí)的路端電壓即為電壓勢(shì)E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r3.現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40的電流表一個(gè)，定值電阻R1=150，定值電阻R2=100，單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測(cè)量一干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V）的電動(dòng)勢(shì)。（1）按要求在實(shí)物圖上連線。（2）用已知量和直接測(cè)得量表示的待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為E= ，式中各直接測(cè)得量的意義是： .二、選用部分： （一）基礎(chǔ)部分1.用電壓表、電流表測(cè)定a、b兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)Ea、Eb和內(nèi)電阻ra、rb時(shí)，畫(huà)出的圖線如圖所示，則()A、.EaEb，rarb

10、 B、EaEb，rarb C、Earb D、EaEb，rarb2.在圖所示的電路中，R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)，如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值_真實(shí)值，內(nèi)電阻的測(cè)量值_真實(shí)值，測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因是_.3.在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材： 干電池E（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0） 電壓表V（015V） 電流表A（00.6A、內(nèi)阻0.1） 電流表G（滿(mǎn)偏電流3mA、內(nèi)阻Rg=10） 滑動(dòng)變阻器R1（010、10A） 滑動(dòng)變阻器R2（0100、1A） 定值電阻R3=990 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)

11、變阻器是_（填寫(xiě)字母代號(hào)）； 請(qǐng)?jiān)诰€框內(nèi)畫(huà)出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)上所選用器材的符號(hào)。(3) 上圖為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，繪出的I1I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），由圖線可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E =_V，內(nèi)電阻r =_。4.在測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為2W)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，變阻器和電壓表各有兩個(gè)供選：A 電壓表量程為15V，B 電壓表量程為3V，A變阻器為(20W，3A)，B變阻器為(500W，0.2A)。電壓表應(yīng)該選_(填A(yù)或B)，這是因_；變阻器應(yīng)該選_(填A(yù)或B)，這是因_。5將一銅片和一鋅片分別插入一個(gè)蘋(píng)果內(nèi)，就構(gòu)成了簡(jiǎn)單

12、的“水果電池”，其電動(dòng)勢(shì)約為1.5V?？墒沁@種電池并不能點(diǎn)亮手筒上額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的小燈泡，原因是通過(guò)小燈泡的電流太小了，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得還不足3mA?，F(xiàn)使用量程合適的電壓表、電流表以及滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材，盡量精確地測(cè)定“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（1）請(qǐng)畫(huà)出應(yīng)采用的電路原理。（2）滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格：A（010）、B（03k）。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用哪種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器?為什么?（3）在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)I的值，經(jīng)描點(diǎn)、連線得到的U一I圖象如圖所示。根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，得到“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E=_V，r=_。（二）提高部分1某同學(xué)利用如圖

13、（1）所示電路測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響很小，均可以忽略不計(jì)閉合電鍵S后，變阻器的滑片P由變阻器的一端滑到另一端的過(guò)程中，兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化情況分別如圖（2）的U-I圖象中直線a、b所示（1）若滑片P由變阻器的一端滑到另一端的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)一直增大，可知滑動(dòng)端P由_端滑到_端；（用電路圖中的字母表示）（2）用畫(huà)線代表導(dǎo)線，將上面實(shí)物圖中各元件按圖（1）連接成實(shí)驗(yàn)電路；（3）通過(guò)分析可知，其中圖（2）中圖線_（填a或b）表示電壓表示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化關(guān)系；（4）根據(jù)UI圖象中坐標(biāo)軸所標(biāo)出的數(shù)據(jù)，可以求出電源電動(dòng)勢(shì)E_，內(nèi)阻r_（用圖中給出的坐標(biāo)值表示）

14、（2）圖9（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）2.要求測(cè)量由2節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r（約幾歐），提供下列器材：電壓表V（量程3V，內(nèi)阻1k）、電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻2k）、電阻箱（09999）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。某同學(xué)用量程為15 V的電壓表連接成如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（l）合上開(kāi)關(guān)S，將電阻箱R阻值調(diào)到R110，讀得電壓表的讀數(shù)為U1（2）將電阻箱R阻值調(diào)到R220，讀得電壓表的讀數(shù)為U2，由方程組U1U1r/R1、U2U2/R2 解出、r為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，上述實(shí)驗(yàn)在選擇器材和實(shí)驗(yàn)步驟中，應(yīng)做哪些改進(jìn)？ 3.測(cè)量電源B的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r（E約為4.

15、5V，r約為1.5）。器材：量程3V的理想電壓表，量程0.5A的電流表（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4，滑動(dòng)變阻器R，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。圖中各無(wú)件需用題目中給出的符號(hào)或字母標(biāo)出。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E= ，r= 。（用I1，I2，U1，U2及R表示）第九節(jié) 測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻參考答案自主學(xué)習(xí)1、閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電子成反比。2、 3、 4、同步檢測(cè)一、公共部分：1、CD 2、C 3、（1）連圖：左圖只用R1接入電路；右圖用R1和R2串聯(lián)接入電路。 （2） R2 I1

16、是外電阻為R1時(shí)的電流，I2是外電阻為R1和R2串聯(lián)時(shí)的電流二、選用部分： （一）基礎(chǔ)部分1、A 2、等于，大于電流表具有內(nèi)電阻3、R1； 電路圖如右圖所示；1.47（1.461.48均可）；0.83 (0.810.85均可)4、B，A電壓表的量程過(guò)大，誤差較大；A，B變阻器額定電流過(guò)小且調(diào)節(jié)不便。5、（1）如右圖（2）應(yīng)選010的，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器阻值太大不便調(diào)節(jié)。（3）1.49；0.50（二）提高部分1、2答案：（1）d，c； （2）如圖連接；（3）a； 2、應(yīng)選用量程為3V的電壓表改變電阻箱阻值R，讀取若干個(gè)U的值，由IU/R計(jì)算出電流的值，然后作出UI圖線，得到、r。3、實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖。