物理：2.9《實(shí)驗(yàn)：測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻》課件+(新人教版選修3-1)

1、 在工商部門對(duì)手機(jī)市場的一次的例行檢查中在工商部門對(duì)手機(jī)市場的一次的例行檢查中,懷疑懷疑某品牌手機(jī)的電池上所標(biāo)稱的手機(jī)電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻某品牌手機(jī)的電池上所標(biāo)稱的手機(jī)電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻與實(shí)際不相符與實(shí)際不相符,如果是你如果是你,你打算怎么辦你打算怎么辦? 通過實(shí)驗(yàn)來測量。通過實(shí)驗(yàn)來測量。 能能直接直接利用多用電表來測電動(dòng)勢和內(nèi)阻嗎？利用多用電表來測電動(dòng)勢和內(nèi)阻嗎？ 不能不能 那你能根據(jù)所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行測量那你能根據(jù)所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行測量嗎？假如實(shí)驗(yàn)室里有電壓表嗎？假如實(shí)驗(yàn)室里有電壓表、電流表、滑線變阻器、電流表、滑線變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。開關(guān)、導(dǎo)線若干。AV甲甲1、你準(zhǔn)備運(yùn)

2、用電路中什么知識(shí)進(jìn)行測量？、你準(zhǔn)備運(yùn)用電路中什么知識(shí)進(jìn)行測量？ 閉和回路的歐姆定律。用電壓表測路端電壓，閉和回路的歐姆定律。用電壓表測路端電壓，用電流表測電流。根據(jù)用電流表測電流。根據(jù)然后列方程組，求解。然后列方程組，求解。IrUE2、你的測量電路是怎樣的？、你的測量電路是怎樣的？E=UE=U1 1+I +I1 1r rE=UE=U2 2+I +I2 2r r或或V乙乙A一、實(shí)驗(yàn)原理探究一、實(shí)驗(yàn)原理探究3、如果實(shí)驗(yàn)室里只有電流表和變阻箱，開關(guān)和若干、如果實(shí)驗(yàn)室里只有電流表和變阻箱，開關(guān)和若干導(dǎo)線，你又如何設(shè)計(jì)電路？導(dǎo)線，你又如何設(shè)計(jì)電路？電流電流I電流表電流表路端電壓？路端電壓？U=IR電路圖

3、？電路圖？rIRIE111rIRIE222E，r測量方程？測量方程？4、如果給你一只變阻箱和電壓表，你又如何設(shè)計(jì)電路？、如果給你一只變阻箱和電壓表，你又如何設(shè)計(jì)電路？rRUUErRUUE222111小結(jié)小結(jié):1.電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量實(shí)驗(yàn)，是高中階段首次電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量實(shí)驗(yàn)，是高中階段首次同時(shí)測定兩個(gè)有關(guān)聯(lián)關(guān)系的物理量的實(shí)驗(yàn)，測量方法是，同時(shí)測定兩個(gè)有關(guān)聯(lián)關(guān)系的物理量的實(shí)驗(yàn)，測量方法是，通過改變測量條件，至少測量兩次，然后得到兩個(gè)方程，通過改變測量條件，至少測量兩次，然后得到兩個(gè)方程，列方程組求解。列方程組求解。2.本實(shí)驗(yàn)的測量原理是本實(shí)驗(yàn)的測量原理是:閉合回路的歐姆定律。閉合回路的歐姆

4、定律。二、實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施二、實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施1、測量任務(wù)：在有伏特表和安培表的條件下，測量一測量任務(wù)：在有伏特表和安培表的條件下，測量一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。即利用伏安法測量。節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。即利用伏安法測量。2、實(shí)驗(yàn)器材：待測干電池、符合條件的伏特表和安培、實(shí)驗(yàn)器材：待測干電池、符合條件的伏特表和安培表各一只、滑線變阻器一只，開關(guān)一只、導(dǎo)線若干。表各一只、滑線變阻器一只，開關(guān)一只、導(dǎo)線若干。3、測量電路圖、測量電路圖AV甲甲4、測量步驟：、測量步驟：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1 1）：按原理圖連接實(shí)物圖）：按原理圖連接實(shí)物圖AVSR連線時(shí)，連線時(shí)，電鍵要斷電鍵要斷開哦開哦2）、把變阻器的滑片移

5、到一端使把變阻器的滑片移到一端使電阻值最大電阻值最大3 3）、閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表的讀數(shù)有）、閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表的讀數(shù)有明明顯顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄幾組方法測量并記錄幾組U U，I I值值。4 4）、斷開電鍵，整理好器材）、斷開電鍵，整理好器材I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.O5方法一：公式法方法一：公式法 改變改變R R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I I、U U的值，代入方程組聯(lián)

6、立求解，多測量幾次的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次I I、U U的值，的值，算出算出E E、r r取平均值取平均值. . rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE缺點(diǎn)缺點(diǎn):計(jì)算量大計(jì)算量大思考：有沒有計(jì)算量小而又能減小偶然誤差的數(shù)據(jù)思考：有沒有計(jì)算量小而又能減小偶然誤差的數(shù)據(jù)處理方法呢？處理方法呢？三、數(shù)據(jù)處理三、數(shù)據(jù)處理方法二：圖象法方法二：圖象法在坐標(biāo)紙上以軸為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上以軸為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，用測出幾組的，為縱坐標(biāo)，用測出幾組的，值畫出圖象值畫出圖象 1. 1.所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢E E的值，的值， 2. 2

7、.圖線的斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻的值。圖線的斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)阻的值。 3. 3.圖線與橫軸的交點(diǎn)為短路電流圖線與橫軸的交點(diǎn)為短路電流I/AOU/V.E.IrUE圖象方程：圖象方程：如何利用圖象求如何利用圖象求E和和r?rEI短Iukr牛刀小試牛刀小試根據(jù)右圖，試求電根據(jù)右圖，試求電動(dòng)勢和內(nèi)阻。動(dòng)勢和內(nèi)阻。E=0.87V1003. 005. 060. 040. 01212IIuur思考題：思考題：1.本實(shí)驗(yàn)的測量對(duì)象是誰？本實(shí)驗(yàn)的測量對(duì)象是誰？2.實(shí)驗(yàn)中滑線變阻器的作用是什么？實(shí)驗(yàn)中滑線變阻器的作用是什么？4.課本中為什么選舊電池和水果電池進(jìn)行測量？課本中為什么選舊電池和水果電池進(jìn)行測量？電池電池

8、作用作用:通過改變電阻的阻值可以讓電源處于不同的通過改變電阻的阻值可以讓電源處于不同的工作狀態(tài)。工作狀態(tài)。3.在調(diào)節(jié)滑線變阻器的阻值的過程中，為什么要從大在調(diào)節(jié)滑線變阻器的阻值的過程中，為什么要從大到小進(jìn)行調(diào)節(jié)？到小進(jìn)行調(diào)節(jié)？出于安全考慮。保護(hù)電表和電源出于安全考慮。保護(hù)電表和電源舊電池和水果電池的內(nèi)阻較大，以使電壓表示數(shù)變舊電池和水果電池的內(nèi)阻較大，以使電壓表示數(shù)變化明顯化明顯1 1、用伏安法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，下列、用伏安法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，下列注意事項(xiàng)中錯(cuò)誤的是注意事項(xiàng)中錯(cuò)誤的是 ( ) ( )A A應(yīng)選用舊的干電池作為被測電源，以使電壓表示數(shù)應(yīng)選用舊的干電池作

9、為被測電源，以使電壓表示數(shù)的變化比較明顯的變化比較明顯B B移動(dòng)變阻器的觸頭時(shí)，不能使滑動(dòng)變阻器短路造成移動(dòng)變阻器的觸頭時(shí)，不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過載電流表過載C C根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作U U一一I I圖象時(shí)，應(yīng)通過盡可能圖象時(shí)，應(yīng)通過盡可能多的點(diǎn)畫一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分多的點(diǎn)畫一條直線，并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)布在直線兩側(cè)D.D.出于安全考慮，在選擇電表時(shí)，量程越大越好。出于安全考慮，在選擇電表時(shí)，量程越大越好。典型例題典型例題D2、下面給出多種用伏安法測電池電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理下面給出多種用伏安法測電池電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理

10、方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是方法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是 （ ） A A測出兩組測出兩組I I、U U的數(shù)據(jù)，代人方程組：的數(shù)據(jù)，代人方程組：E EU U1 1十十I I1 1r r和和E EU U2 2十十I I2 2r r，求出求出E E和和r rB B多測幾組多測幾組I I、U U的數(shù)據(jù)，求出幾組的數(shù)據(jù)，求出幾組E E、r r，最后分別求出其平最后分別求出其平均值均值C C測出多組測出多組I I、U U的數(shù)據(jù)，畫出的數(shù)據(jù)，畫出U UI I圖象，再根據(jù)圖象求圖象，再根據(jù)圖象求E E、r rD D多測出幾組多測出幾組I I、U U數(shù)據(jù)，分別求出數(shù)據(jù)，分

11、別求出I I和和U U的平均值，用電壓表的平均值，用電壓表測出斷路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢測出斷路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢E E，再用閉合電路歐姆定律再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻。求出內(nèi)電阻。C3.根據(jù)下表數(shù)據(jù)做根據(jù)下表數(shù)據(jù)做U-I圖線，并根據(jù)圖線求圖線，并根據(jù)圖線求E和和r.I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.O5步驟：步驟：1、建立合適的坐標(biāo)系。、建立合適的坐標(biāo)系。2、描點(diǎn)、描點(diǎn)3、觀察、觀察4、用直尺連線，要求、用直尺連線，要求:讓盡可能多的點(diǎn)在這條直線上，讓盡可能多的點(diǎn)在這條直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻地分布在直線的兩側(cè)，

12、個(gè)別明顯不在直線上的點(diǎn)均勻地分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)舍掉。錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)舍掉。5、根據(jù)圖線求電動(dòng)勢和內(nèi)阻、根據(jù)圖線求電動(dòng)勢和內(nèi)阻思考思考:觀察你畫的圖線，有什么特點(diǎn)？觀察你畫的圖線，有什么特點(diǎn)？怎樣進(jìn)行改進(jìn)？怎樣進(jìn)行改進(jìn)？4.問題問題:在前面利用伏安法測一節(jié)舊電池的電動(dòng)勢和內(nèi)在前面利用伏安法測一節(jié)舊電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，有兩個(gè)測量電路，即：阻的實(shí)驗(yàn)中，有兩個(gè)測量電路，即：AV甲甲V乙乙A我們選擇的是甲電路，為什么我們選擇的是甲電路，為什么?系統(tǒng)誤差分析系統(tǒng)誤差分析復(fù)習(xí)伏安法測電阻的系統(tǒng)誤差分析復(fù)習(xí)伏安法測電阻的系統(tǒng)誤差分析 電流表外接法電流表外接法 電壓表示數(shù)電壓表示數(shù)電流表示數(shù)

13、電流表示數(shù)適用條件：測量小阻值電阻適用條件：測量小阻值電阻 . .即：即：RAUURVRAIIIIAVIUR測誤差來源：電壓表的分流，分流越小，誤差越小誤差來源：電壓表的分流，分流越小，誤差越小RRIUR真測量值偏大測量值偏大適用條件：測量大電阻適用條件：測量大電阻，即，即ARR 小結(jié)：在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，不論外接還是內(nèi)接，小結(jié)：在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，不論外接還是內(nèi)接，共同原因是電表內(nèi)阻對(duì)測量的影響。共同原因是電表內(nèi)阻對(duì)測量的影響。思考：在伏安法測電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，電表內(nèi)思考：在伏安法測電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，電表內(nèi)阻對(duì)測量有無影響呢？如果有，又是怎樣影響的？阻對(duì)測量有無影響呢？如果有

14、，又是怎樣影響的？AV甲甲電壓表示數(shù)電壓表示數(shù)電流表示數(shù)電流表示數(shù)端UU vrAII 誤差原因誤差原因:伏特表分流伏特表分流適用條件：測量小阻值電阻適用條件：測量小阻值電阻 . .即：即：VRr 思考：思考：E測測和和E真真的關(guān)系？的關(guān)系？r測測和和r真真的大小關(guān)系？的大小關(guān)系？理論推導(dǎo)：理論推導(dǎo)：根據(jù)閉合回路歐姆定律，兩次測量方程為：根據(jù)閉合回路歐姆定律，兩次測量方程為：測測測測rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE測測AV甲甲若考慮兩表內(nèi)阻，應(yīng)用歐姆定律有：若考慮兩表內(nèi)阻，應(yīng)用歐姆定律有：rRUIUErRUIUEVV222111VVRUUIIUUrRUUIIU

15、IUIE21212121122112rrEE測測電壓表示數(shù)電壓表示數(shù)電流表示數(shù)電流表示數(shù)端UU vrAII 誤差原因誤差原因:安培表分壓安培表分壓適用條件：測量大阻值電阻適用條件：測量大阻值電阻 . .即：即：ARr思考：思考：E測測和和E真真的關(guān)系？的關(guān)系？r測測和和r真真的大小關(guān)系？的大小關(guān)系？V乙乙AV乙乙A測測測測rIUErIUE22112112211221IIUUrIIUIUIE測測ARIIUUrIIUIUIE2112211221AARIrIUERIrIUE222111測測測rRrrEEA 大家現(xiàn)在知道在測干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中為什么采用甲圖了嗎？5 5、測量電源、測量電源B B的電動(dòng)勢的電動(dòng)勢E E及電阻及電阻r r（E E約為約為4.5V4.5V，r r約為約為1.51.5） 器材：量程器材：量程3V3V的理想電壓表、量程的理想電壓表、量程0.5A0.5A的電流表（具有一定內(nèi)的電流表（具有一定內(nèi) 阻）、阻）、固定電阻固定電阻R=4R=4、電鍵、電鍵K K、滑線變阻器、滑線變阻器RR、導(dǎo)線若干、導(dǎo)線若干要求：要求： 畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖（圖中各元件需用題目中給出的符畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖（圖中各元件需用題目中給出的符 號(hào)或字母標(biāo)出）號(hào)或字