高中物理人教版 (新课标)选修310 实验：测定电池的电动势和内阻多媒体教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修310 实验：测定电池的电动势和内阻多媒体教学ppt课件，共42页。PPT课件主要包含了图2－9－1，图2－9－4，图2－9－5，图2－9－6，图2－9－9，答案③，图2－9－11等内容，欢迎下载使用。

学习目标：1.了解并掌握测定电池的电动势与内阻的原理．2．掌握实验方法，并学会处理实验数据．重点难点：掌握实验原理，合理处理实验数据．易错问题：数据处理．
一、实验目的1．进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用．2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻．3．学会利用图象处理实验数据．
二、实验原理1．原理图如图2－9－1所示．
2．原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r.即 联立求解可得
三、实验器材被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等．
四、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按图2－9－1所示电路把器材连接好，如图2－9－2所示．图2－9－2
2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大．3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值．4．断开电键，整理好器材．5．数据处理：用原理中的方法计算或从U－I图象中找出E和r.
一、测量数据处理方法1．代数法：运用解方程组求解E和r.为了减小实验的偶然误差，应该利用U，I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值．
2．图象法对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I，U－I图象应该是一条直线，这条直线与纵轴的交点表示电源的电动势，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻．
二、注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大一些，实验中不要将I调得过大；读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化．2．在画U－I图象时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去，这样可减小偶然误差，提高测量精确度．
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2－9－3甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，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＝计算出电池的内阻r.
三、误差分析造成误差的主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些．U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大．作图不准确会造成偶然误差．采用课本图2.9－1电路时E测四、测电源E、r的几种方法与电路连接
(2010年常熟高二检测)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.0 Ω)B．电流表G(满偏电流Ig＝3 mA，内阻Rg＝10 Ω)
C．电流表A(0～0.6 A，内阻0.1 Ω)D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A)E．滑动变阻器R2(0～200 Ω，1 A)F．定值电阻R0(990 Ω)G．开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图2－9－5甲中的a、b两个参考实验电路．其中合理的是图________所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能较准确的进行测量，滑动变阻器应选________(填写器材的字母代号)．(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可得被测电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.
【解析】　(1)电路a中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0.6×990.1 V≈594 V，而电源电动势仅约为1.5 V，所以电路a不合理，电路b合理，电源的内阻较小，又滑动变阻器采用限流式改变电路，所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便．
(2)根据实验原理可知电流表G的读数乘以(10＋990)Ω，即为电路的路端电压，所以图线在纵轴上的截距乘以(10＋990)Ω＝1 000 Ω，可得电源电动势E＝1.48×10－3×1 000 V＝1.48 V；从图线上取两点得电池的内阻
【答案】　(1)b　D　(2)1.48(1.47～1.49均正确)0．8(0.78～0.82均正确)
(2009年高考海南卷)图2－9－6甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表．
(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(填“a端”、“中央”或“b端”)．
(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2，多次改变滑动端c的位置，得到的数据为在图2－9－7所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1－I2曲线．
(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流Im＝________ A.图2－9－7
【答案】　(1)连线如图2－9－8甲所示　(2)(3)(4)(5)见解析图2－9－8
1．在用图2－9－9甲所示的电路测电池电动势和内电阻时，由于电压表的分流作用造成系统误差，图2－9－9乙所示的U－I图象中有两条直线AB和A′B，其中一条是根据实测数据画出的直线，另一条是修正电压表分流所引起的误差得到的直线，由图可知，正确的是(　　)
A．AB是根据实测数据画出的直线B．A′B是根据实测数据画出的直线C．路端电压U越大，通过电压表的电流越大D．由于电压表的分流作用，使电池电动势和内电阻的测量值都小于真实值答案：ACD
2．在用伏安法测定电池的电动势和内阻的实验中，图2－9－10是某一同学的实际接线图，图中接线有一处错误，只需去掉一根导线，这根导线的编号是________．图2－9－10
3．图2－9－11中E为直流电源，R为已知电阻，V为理想电压表，其量程大于电源电动势，S1和S2是开关．现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r，试写出主要实验步骤及结果的表达式．
4．(2010年扬州模拟)测量电池的电动势E及内阻r(E约为6 V，r约为1.5 Ω)．器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，固定电阻R＝8.5 Ω，滑动变阻器R′(0～10 Ω)，开关S，导线若干．(1)在图2－9－12的虚框中画出实验电路原理图．图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出．
(2)用笔画线代替导线在图2－9－12中完成实物连线．图2－9－12
(3)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E＝________，r＝________.(用I1，I2，U1，U2及R表示)
解析：本题考查实验原理和实验图的连接，及处理实验数据的能力．(1)、(2)如图甲、乙所示．