高中物理3 实验：电池电动势和内阻的测量习题课件ppt

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新课探究实验原理实验步骤数据处理误差分析注意事项
会设计测定电池电动势和内阻的电路图
会选用实验器材、正确连接电路、规范实验操作
知道测定电池的电动势和内阻的实验原理
体会图像法处理数据的优势，体会“化曲为直”的思想方法
（1）理解测量电源的电动势和内阻的基本原理，体验测量电源的电动势和内阻的实验过程。（2）会用解析法和图像法求解电动势和内阻。（3）掌握利用仪器测量电源电动势和内阻的方法，并能设计简单的电路和选择仪器。
待测电池一节，电流表、电压表各一个，滑动变阻器一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干，坐标纸。
1.公式法利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如表所示：
分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值 ， 作为测量结果。
2.图像法：把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图像，使U－I图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝E－Ir可知：(1)纵轴截距等于电源的电动势E，横轴截距等于外电路短路时的电流 。(2)图线斜率的绝对值等于电源的内阻 。
1.偶然误差:主要来源于电表的读数以及作U－I图像时描点不准确2.系统误差:由于电压表分流IV，使电流表示数I小于电池的输出电流I真。I真＝I＋IV，而 ，U越大，IV越大，它们的关系可用图表示。实测的图线为AB，经过IV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，即实测的E和r都小于真实值。
1.选择仪器时应注意安全性：一定要保证仪器的安全，对电表来讲不超量程，对滑动变阻器来讲不能超其额定电流。精确性：要保证测量时读数精确，对电表来讲在不超量程的前提下，尽量选用小量程的，对欧姆表来讲尽量让指针指在中值刻度附近方便性：主要针对滑动变阻器来讲，在滑动变阻器控制电路时，电路的电压、电流的变化范围要尽可能大，以便获取多组测量值。
2.为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。3.实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化。
安阻法测电动势和内阻的数据处理方法
将伏安法中的电压表换成电阻箱。公式法：根据E=Ir+IR,测出6组I、R数据，每2组数据列出一个方程组，求解出一组E、r值，再求出三组数据平均数。图像法：（1）由E＝I(R＋r)得 ， 图像的斜率 ，纵轴截距为
图像法：（2） ，则该图像斜率为E，纵轴截距为－r。
伏阻法测电动势和内阻的数据处理方法
将伏安法中的电流表换成电阻箱。公式法：根据 ,测出6组U、R数据，每2组数据列出一个方程组，求解出一组E、r值，再求出三组数据平均数。图像法：由 得 ， 图像的斜率 ，纵轴截距为
1．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”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)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图________(3)某同学根据实验数据画出的U—I图象如图所示，由图象可得电池的电动势为________ V，内电阻为________ Ω
【答案】B   E     1.5 V  0.83Ω【详解】（1）[1][2]．实验中滑动变阻器应选阻值较小的B，电流表应选量程为0～0.6 A 的E．   （2）[3]．电路如图；（3）[4][5]．由图象可得电池的电动势为E=1.5 V，内电阻为：
2．某同学用如图甲所示的电路图“测定电源的电动势和内阻”。(1)在如图甲所示的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端（选填“A”或“B”）。
2．某同学用如图甲所示的电路图“测定电源的电动势和内阻”。(2)图乙是根据实验数据作出的图像，由图可知，电源的电动势______V，内电阻______Ω。(3)分析实验误差，考虑到电压表内阻对实验的影响，则电源电动势的测量值会______，内阻的测量值会______。（均选填“偏大”或“偏小”）
【答案】A   1.5     1.0     偏小     偏小【详解】(1)[1]闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于A端。(2)[2][3]由图像可知，图像坐标的截距表示电源电动势，则有E=1.5V ；图像的斜率的绝对值表示内阻，则有 。(3)[4][5]电压表的分流作用导致电动势和内阻的测量值均会偏小。
3．某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如图乙所示的R－图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝______V，r＝______Ω。（保留一位有效数字）
【答案】 3.0     1.0【详解】由 得， ，则 图象的斜率即为电池组电动势的大小，即E=3.0V，图象纵轴截距的绝对值为电池组的内阻r=1.0Ω．
4．某研究性学习小组利用图所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r。由于电池的内阻很小。因此在电路中接入了一个阻值为2Ω的定值电阻R0，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据：
(1)为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图像来处理实验数据。图像的纵坐标表示电压表读数U，则图像的横坐标表示的物理量应该是______。(2)计算出表格中①②两处对应的物理量①______②______。(3)在图乙所示的图像中作图______，利用图像得出E=______V，r=______Ω。
【详解】(1)[1]由闭合电路欧姆定律可得 ；所以有 ；显然，若用 作为图像的横坐标，可得一次函数，则图像是直线，图像与纵轴的交点表示电池的电动势，图像斜率的绝对值表示R0+r。(2) ①②[2][3]根据表中实验数据，找出电压表示数U与所对应电阻的阻值R，由欧姆定律 ；可求出相应的电流为；(3)[4] 在图乙所示的图像中作图如图所示
[5]根据(2)中所得数据，在坐标系中描出对应的点，然后根据坐标系中的点作直线，作出电源的路端电压与电流关系图像如图所示；由图像可知，纵坐标的截距表示电源电动势，则有E=2.0V。[6]由于图像斜率绝对值等于电源内阻与定值电阻阻值之和，得 得电池的内阻 。
完成《12.3 实验：电池电动势和内阻的测量同步练习题》