高二物理同步课件：2.9《实验：测定电池的电动势和内阻》（新人教版选修3-1）

第二章　恒定电流第9节　实验：测定电池的电动势和内阻\n课前导读\n3．用作图法求电池的电动势和内阻，作U－I图象时，在坐标图上以________为横坐标，以________为纵坐标，作出图象后，把这条直线用虚线延长，这条直线与纵轴交点的物理意义是________，与横轴交点的物理意义是________，直线的斜率的物理意义是________，由此可以看出，用图象法处理实验数据的优点是________，但要求在测量数据准确的基础上，作图象时必须严格认真，且使大多数的点在这一直线上，不在这一直线上的点大致均匀地分布在直线的两侧，才能从图象中找出正确的结论和准确的答案．\n4．测电源电动势和内阻的其他方法：(1)依据E＝________.(2)依据E＝________.\n\n知识解惑\n实验原理及方法1．实验原理测量原理图如右图所示，由闭合电路的欧姆定律可得电池的电动势E、内阻r、路端电压U、电流强度I间的关系：U＝E－Ir①对于一定的电池，E和r都是确定的，所以改变R的阻值，测得多阻U、I值，代入①式，可分别得到U1＝E－I1rU2＝E－I2rU3＝E－I3r……以上方程两两组成方程组，可求得多组E、r值，取其平均值作为电池的电动势和内阻值的大小．\n2．实验器材被测电池(干电池)，电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线等．\n3．实验步骤(1)按右图把器材连接好，注意选取适当的电流表、电压表的量程．(2)把滑动变阻器的滑动片移到一端，使接入电路部分的电阻最大．(3)闭合开关、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．(4)用同样的方法，测量并记录几组U、I数值并记录下来．(5)断开开关、整理好器材．(6)根据测量的数据绘制U—I图线，所得图线的延长线与U轴交点即为电源电动势E，图线斜率的绝对值即为电池的内阻r(也可解方程组计算出E、r)．\n4．注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的1号干电池或水果电池)．(2)由于干电池在大电流放电时极化现象严重，电动势会明显下降，内阻r会明显增大，故实验中不能将电流调得过大(长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A)，且读数要快，读完后立即切断电源；水果电池的内阻变化也比较明显，测量前应做好充分准备，测量尽量迅速，在内阻发生较大变化之前结束测量．(3)实验中U取值不能太小，一般不得小于1V，测得的U、I值不少于5组，且变化范围要大一些，解方程组求解E、r值时，取1、4组，2、5组，3、6组求解后，求平均值．\n(4)画U－I图线时，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两侧．(5)纵坐标可不从零开始，如右图所示，计算内阻时，要在直线上取两较远点用r＝求出(横坐标必须从零开始)．\n在用电压表和电流表测电源电动势和内电阻的实验中，根据如下图甲所示的实验电路测量得出如下的数据.U/V1.361.321.301.281.241.20I/A0.220.280.340.400.460.50(1)试在图乙的坐标系中作出实验得到的U－I图象．(2)用绘制的U－I图象得出所测电源的电动势为________V；电源的内电阻为________Ω.\n解析：如下图所示\n画图时注意这些点应均分在直线的两侧．(2)读出纵坐标上的截距为1.48(得出1.46V～1.50V均为正确)；计算出该直线的斜率为0.52，注意与横轴相交的不是原点．(得到0.50Ω～0.60Ω均为正确)答案：(1)如上图所示(2)1.48(得出1.46V～1.50V均为正确)0.52(得出0.50Ω～0.60Ω均为正确)\n变式迁移用右图的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻．因蓄电池内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0.除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：\nA．电流表(量程0.6A、3A)B．电压表(量程3V、15V)C．定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)D．定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)E．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)F．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω、额定电流1A)(1)电流表和电压表各选哪个？(2)定值电阻选用哪个？滑动变阻器选用哪个？试说明你选择的理由．\n解析：先由电源的电动势E＝2.0V(一节蓄电池的电动势)分析，电压表的量程应选3V挡，若选15V挡则不便读数．定值电阻只有两个，若选用R0＝10Ω的电阻，则线路上的电流最大为0.2A，但电流表的最小量程为0.6A，读数也不准确，故应选R0＝1Ω的定值电阻．滑动变阻器接入电路后，改变其阻值时，应使线路中电流有明显的改变，若阻值过大，反而不利于调节，故选用R＝10Ω的变阻器．由于定值电阻R0与滑动变阻器R已选，则可知电流表选量程为0.6A挡．答案：(1)0～0.6A0～3V(2)定值电阻选用R0＝1Ω滑动变阻器选用R＝10Ω\n知能演练\n基础巩固1．测量电池的电动势和内电阻是用新电池好还是用旧电池好？用旧电池好，旧电池的内阻比较大，容易测量．\n2．随身听用电池当电源，连续几个小时地播放磁带，音质就会发生明显的改变，节奏变慢、音调变低，也就是说电池不能用了；但改听收音机时，仍能正常收听，这是为什么呢？播放磁带时，耗电荷量比较大，连续几个小时地播放，电池内阻变得比较大，导致路端电压变小，达不到播放磁带的供电电压，也就无法正常工作了；当改听收音机时，因为收音机的工作电流很小，虽然电池的内阻变大了，但内电压很小，路端电压仍能满足收音机的工作电压，所以收音机能正常收听．\n祝您学业有成\n励志名言形成天才的决定因素应该是勤奋\n安全小贴上课间活动注意安全