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1、 4.2 测量电源的电动势和内阻（2 课时）【学习目标】1掌握利用电压表和电流表测量电池电动势和内电阻的方法；2学会利用图线处理数据的方法。3使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。【使用说明】1阅读教材 P82P84 页，独立完成本学案，注意对基础知识概念的理解与解题方法的总 jie结。2各组组长按时收交，各组长督促落实，然后及时收交。【学法指导】：自主阅读、合作探究、精讲精练.类比法，思想实验，科学想象，推理判断 【课前自主学习】1 现在有一个干电池，
2、要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？2根据闭合电路的欧姆定律，路端电压 U=E-Ir.若测出两组（I、U）的值，写出电源电动势和内阻的表达式。3.图像法处理数据的优点是什么？如何应用 I、U图线求电源电动势和内阻？【课堂交流展示】【实验目的】测定电池的电动势和内电阻【实验原理】由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir知，路端电压U=E Ir，对给定的电源，E、r为常量，因此路端电压U是电流I的一次函数。将电池、电流表、电压表，可变电阻连接成如图 7-1 所示的电路，改变可变电阻R的阻值，可以测得多组I、U值。将它们描在UI坐标中，图线应该是一条直线。显然，直线在U
3、坐标上的截距值就是电池电动势，直线斜率的绝对值就是电池的内阻的大小。上述用作图的方法得出实验结果的方法，具有直观、简便的优点。【步骤规范】实 验 步 骤 操 作 规 范 一.连接实验电路 1将电流表、电压表机械调零 2布列实验器材，接图连接实验电路 1 若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对 2实验器材应放置在合适的位置，应使电键、滑动变阻器便于操作；电表刻度盘应正对实验者 电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器阻值置于最大；导线连接无“丁”字形接线 电流表量程 0.6A，电压表量程 3V 二读取 I、U数据 1调节滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取一组电流表和电压表的
4、读数 2改变滑动变阻器的阻值，闭合电键，读取电流表和电压表读数，共测 8-10 组 1 滑动变阻器的阻值由大到小变化，使电路中电流从小到大平稳地改变，适时地读取 I、U读数 电流表和电压表读数正确，有估读 必要时要及时改变电表量程 2每次实验后，都要及时断开电源 三拆除电路，仪器复原 【注意事项】1使用内阻大些（用过一段时间）的干电池，在实验中不要将 I 调得过大，每次读完 U、I读数立即断电，以免于电池在大电流放电时极化现象过重，E、r 明显变化 2在画 UI 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差 3干电池内阻较小时 U的变
5、化较小，坐标图中数据点将呈现如图 3 甲所示的状况，下部大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图 3 乙所示，把坐标的比例放大，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=|U/I|计算出电池的内阻 r 4实验误差的来源与分析（1）每次读完电表示数没有立即断电，造成 E、r 变化；A V R S E r O I/A U/V A V（2）测量电路存在系统误差，I真I测十 Iv，未考虑电压表分流【典型例题】【例 1】测量电源电动势和内电阻的器材如图 A 所示，请用实线表示导线，将图 A 中器材连成实验用电路。实验时经测量得出的数据如
6、下表，请在下图 B 的方格纸上画出 UI 图线。利用图线可求出电源电动势 E ，内电阻 r 。1 2 3 4 5 6 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 【例 2】利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：干电池：电动势约为 1.5 V，符号 电压表：量程 1 V，内阻 998.3 ，符号 电流表：量程 1 A，符号 滑动变阻器：最大阻值 10，符号 电阻箱：最大阻值 99999.9 ，符号 单刀单掷开关 1 个，符号 导线若干 设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内，要求
7、在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的 倍，电阻箱的阻值应为 。【例 3】用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻。（1）在下面方框中完成所需电路。（2）右图所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线。由图可知：图线与电压 U 轴的交点表示 ；电源的内电阻 电源的内电阻（填“大于、小于或等于”）。（3）图中两直线、的交点表示两个电路中 相等。【随堂检测训练】1.用电流表和电压表测定电池的电动势 E 和内阻 r，所用的电路如左下图所示，一位同学测得的五组数据如表中所示.I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 U/V 1
8、.37 1.32 1.24 1.18 1.10 （1）试根据这些数据在右上图中作 UI 图线.（2）根据图线得出电池的电动势 E=_V，根据图线得出的电池内阻 r=_.（3）若不作出图线，只选用其中两组 U 和 I 的数据，可利用公式 E=U1+I1r 和 E=U2+I2r 算出E 和 r，这样做可能得出误差较大的数值，选用第_组和第_组的数据，求得 E 和 r 误差最大？【课后练习】完成课本 85 页“家庭作业与活动”1、2、3、4.0.6A 3A 3V 15V V A V A E r S 和不断求索的精神培养学生观察能力思维能力和操作能力提高学生对物自主阅读合作探究精讲精练类比法思想实验科学想象推理判断课前自主电动势和内阻的表达式图像法处理数据的优点是什么如何应用图线求电