《高中物理 第2章 第10節(jié) 實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻課件 新人教版選修31》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第2章 第10節(jié) 實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻課件 新人教版選修31(34頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、同步導學方案課后強化演練第10節(jié)實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻實 驗 要 點 精 講對應(yīng)學生用書對應(yīng)學生用書P74方案2.用電流表、電阻箱測電動勢E和內(nèi)電阻r由閉合電路的歐姆定律得:EI(Rr)用電流表測干路中的電流,通過改變電路中的電阻,測出兩組R、I數(shù)據(jù),就可以列出兩個關(guān)于E、r的方程:EI1(R1r)EI2(R2r)聯(lián)立就可以解出結(jié)果,實驗電路如圖所示 二、實驗器材在不同的方案中需要的實驗器材略有不同,分別如下:方案1:待測電池一節(jié),電流表、電壓表各一個,滑動變阻器一個,開關(guān)一個,導線若干方案2:待測電池一節(jié),電流表一個,電阻箱一個,開關(guān)一個,導線若干方案3:待測電池一節(jié),電壓表一個,電阻
2、箱一個,開關(guān)一個,導線若干三、實驗步驟(以方案1為例)1電流表用0.6 A量程,電壓表用3 V量程按圖連接好電路2把滑動變阻器滑片移到使電阻最大的一端3閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,使電流表有明顯的示數(shù),記錄一組數(shù)據(jù)(I,U),填入下面的表格,用同樣的方法測量幾組I,U值,填入表格4.斷開開關(guān),整理好器材次數(shù)次數(shù)123456I(A)U(V)四、數(shù)據(jù)處理1公式法:把測量的幾組數(shù)據(jù)分別代入EUIr中,然后兩個方程為一組,解方程求出幾組E、r的值,最后對E、r分別求平均值作為測量結(jié)果2圖象法(1)以I為橫坐標,U為縱坐標建立直角坐標系,根據(jù)幾組I、U的測量數(shù)據(jù)在坐標系中描點;(2)用直尺畫一條直線,使盡量多
3、的點落在這條直線上,不在直線上的點,能大致均衡地分布在直線兩側(cè);五、誤差分析1偶然誤差主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作UI圖象時描點不準確2系統(tǒng)誤差(1)電流表相對于待測電阻(電源內(nèi)阻)外接(如圖1所示) (2)電流表相對于待測電阻(電源內(nèi)阻)內(nèi)接(如圖3所示)產(chǎn)生原因:由于電流表的分壓作用,使得電壓表的讀數(shù)比電源的路端電壓小,電流表測得的電流等于流過電源的電流,所以在流過電流相同的情況下,U測U真測量值和真實值的大小比較:依照分析可繪制出圖4圖線,可以從圖線的意義得E測E真,r測r真綜合上述,任一種電路都存在系統(tǒng)誤差,若電源內(nèi)阻較小時,不能采用圖3中的測量電路,盡管電動勢的測量值準確,但
4、內(nèi)阻的測量誤差很大,因此要選用圖1中的測量電路六、注意事項1為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻宜大些,宜選用舊電池和內(nèi)阻較大的電壓表2電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重,電動勢E會明顯下降,內(nèi)阻r會明顯增大,故長時間放電電流不宜超過0.3 A,短時間放電電流不宜超過0.5 A因此實驗中不宜將I調(diào)得過大,讀電表的示數(shù)要快,每次讀完后應(yīng)立即斷電 4為了提高測量的精確度,在實驗中I、U的變化范圍要大一些,計算E、r時,U1和U2、I1和I2的差值要大一些5用伏安法測電動勢E和內(nèi)電阻r時,可以設(shè)計成兩種電路 如圖所示,在實驗中我們選擇甲圖的原因有:依據(jù)閉合電路的歐姆定律EUIr,在實驗中需要測路端
5、電壓U和電源中的電流I,可以看出,甲圖中由于電壓表的分流作用,使電流表測得的不是真實的電源中的電流;乙圖中由于電流表的分壓作用,電壓表測得的不是真實的路端電壓這兩個電路都存在系統(tǒng)誤差,由于電流表的電阻和電源的內(nèi)阻差不多大,則乙圖測量的電源內(nèi)阻阻值和真實值相差太大故電流表的分壓作用不能忽略,所以選用甲圖電路較好6儀器的選擇(1)電流表量程的選擇:量程要大于電源允許通過的最大電流,對于電池來講允許通過的最大電流是0.5 A故需要選00.6 A.(2)電壓表量程的選擇:量程要大于電源電動勢,對一節(jié)干電池來講,電壓表量程在大于1.5 V的前提下越小越好(3)滑動變阻器的選擇:滑動變阻器的最大電阻為待測
6、電阻的幾倍時較好,在該實驗中因電源內(nèi)阻比較小,故滑動變阻器選擇較小一點的即可. 在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中,備有下列器材:A待測干電池(電動勢約為1.5 V,內(nèi)阻小于1.0 )B電流表G(滿偏電流Ig3 mA,內(nèi)阻Rg10 )C電流表A(00.6 A,內(nèi)阻0.1 )D滑動變阻器R1(020 ,10 A)解 題 方 法 指 導對應(yīng)學生用書對應(yīng)學生用書P76(1)某同學發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表,但給出了兩個電流表,于是他設(shè)計了如圖(甲)中的a、b兩個參考實驗電路其中合理的是圖_所示的電路;在該電路中,為了操作方便且能較準確地進行測量,滑動變阻器應(yīng)選_(填寫器材前的字母代號)(2)
7、圖(乙)為該同學根據(jù)(1)中選出的合理實驗電路,利用測出的數(shù)據(jù)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)),則由圖線可得被測電池的電動勢E_ V,內(nèi)阻r_ . 【解析】(1)電路a中電流表A和定值電阻R0組成的電壓表量程為0.6990.1 V594 V,而電源電動勢僅約為1.5 V,所以電路a不合理,電路b合理,電源的內(nèi)阻較小,又滑動變阻器采用限流式改變電路,所以用滑動變阻器R1改變電路較為方便【答案】(1)bD(2)1.48(1.471.49均正確)0.8(0.780.82均正確)【方法總結(jié)】(1)實驗儀器的選取測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻,電壓表應(yīng)選擇3 V量程;一般通
8、過干電池的電流不能過大,電池在大電流時電動勢會明顯下降,內(nèi)電阻r會明顯增大,因此電流表應(yīng)選擇0.6 A擋;電池應(yīng)選擇廢舊干電池,此時電池內(nèi)阻大,路端電壓變化范圍大;為使滑動變阻器調(diào)節(jié)方便,滑動變阻器選擇最大阻值10 左右的電阻(2)實驗數(shù)據(jù)的處理在用UI圖象處理數(shù)據(jù)時注意坐標原點的數(shù)據(jù),防止直接用縱坐標值與橫坐標值(截距)求電阻而出錯圖線斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻圖象中圖線與U軸的交點的值為電動勢導線若干(1)設(shè)計測量電源電動勢和內(nèi)阻的電路并將它畫在指定的方框內(nèi)要求在圖中標出電壓表、電流表的接線柱的正負(2)為了滿足本實驗要求并保證實驗的精確度,電壓表量程應(yīng)擴大為原量程的_倍,電阻箱的阻值應(yīng)為_ . 【方法總結(jié)】本實驗利用伏安法測電動勢和內(nèi)阻,但在電壓表或電流表量程不滿足測量要求時,需創(chuàng)新設(shè)計實驗,將電壓表或電流表擴大量程,其基本原理仍是閉合電路歐姆定律默 讀 聯(lián) 想 記 憶對應(yīng)學生用書對應(yīng)學生用書P76