课件21张PPT。2.10 实验：测定电池 的电动势和内阻 问题：1.你是怎样知道一段未知材料金属丝的电阻值的？
2.伏安法测电阻的原理是什么？请画出测量原理图。3.请根据测量原理分析测量系统误差？4.这个原理能不能直接测量一节干电池的内阻？一、实验原理闭合电路欧姆定律E=U+IrE=U1+I1rE=U2+I2r求出E、r电压表、电流表测U、I(伏安法）思考：有没有其他方法？U=IR电流表、两个定值电阻I=U/R电压表、两个定值电阻原理：E = I ( R + r ) E = I1 ( R1 + r )
E = I2 ( R2 + r )伏阻法安阻法二、实验电路图设计方案1、用电压表、电流表测电池的E、r方案3、用电压表、定值电阻测电池的E、r方案2、用电流表、定值电阻测电池的E、r
r问题引领:安全：测量电学量不能 超过仪表的量程
精确：对电压表和电流表来说，测量时指针偏转要超过1/3以上，对欧姆表来说指针要在中间刻度附近
方便：对滑动变阻器来说，在满足要求情况下选用小电阻。
实验器材选择的原则是：安全、精确、方便，其含义是什么？电流表(0.6A)电压表滑动变阻器开关、导线及坐标纸、铅笔(选择量程接近电源电动势)选用阻值较小的,最大阻值10 ─ 20Ω三、实验器材的选择以方案1为例 被测电池
（干电池）四、实验步骤1：按原理图连接实物图(以方案1甲为例）R2、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大3、闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显示数，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U，I值填入下列表格。4、断开电键，整理好器材五、数据处理 方法一：公式法 改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值. 方法二：图象法在坐标纸上以Ｉ轴为横坐标，Ｕ为纵坐标，用测出几组的Ｕ，Ｉ值画出Ｕ－－Ｉ图像 所得直线跟纵轴的交点即为电动势E的值，图线的斜率的绝对值即为内阻的值。1. 测量电路存在系统误差 。由于电压表的分流 ，据此作出如图所示的真实和测量的 U－I 图线 ，由图不难看出 ，E、r 的测量值均小于真实值，r测 < r真、E测 < E真 。五、误差分析2. 电压表和电流表读数时会造成偶然误差。用作图法求 E、r 时，作图不准确造成偶然误差。测量值×××真实值I真 = I测 + IvE r问题引领：请同学们通过作图分析出安培表内接法和伏阻法、安阻法的误差情况。并用等效法理解测量的等效电池。结论：①测量大内阻电池：
伏安法-电流表内接或安阻法
②测量小内阻电池：
伏安法-电流表外接或伏阻法
六、注意事项1. 为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池)。
2. 电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势 E 会明显下降，内阻 r 会明显增大，故长时间放电不宜超过 0.3 A，短时间放电不宜超过 0.5 A，因此，实验中不要将 R 调得过小，读电表示数要快，每次读完应立即断电。
3. 测出不少于 6 组 I、U 数据，且变化范围要大。
4. 计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻 r。5. 干电池内阻较小时，U 的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如下图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用。为此，可使纵坐标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标 I 必须从零开始)，如图乙所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小。此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势．要在直线上任取两个相距较远的点，用 r ＝| ΔU/ΔI |求电池的内阻 r。
6. 画 U－I 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 ，个别偏离直线太远的点可舍去。这样可使偶然误差得到部分抵消，提高精确度。1、用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是 ( )
A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显
B．应选用内阻较小的电压表和电流表
C．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载
D．根据实验记录的数据作U一I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧例题B2、下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是 （ ）
A．测出两组I、U的数据，代人方程组．：E＝U1十I1r和E＝U2十I2r，求出E和r
B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值
C．测出多组I、U的数据，画出U－I图象，再根据图象求E、r
D．多测出几组I、U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。
C3、测量电源B的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω） ?（1）电路如图所示：课后作业与建议
1.撰写实验报告并上交。2.物理兴趣小组周末活动：探究影响水果（蔬菜）电池电动势和内阻的因素。END祝学习快乐！
再见！ 《 2.10实验：测定电池的电动势和内阻 》第 1 课时导学案
【学法指导】
1.认真阅读教科书，努力完成导学案部分的内容；
2.探究部分内容可借助资料，但是必须谈出自己的理解；不能独立解决的问题，用红笔做好标记；
3.课堂上通过合作交流研讨，认真听取同学讲解及教师点拨，排除疑难；
学 习 目 标
知识与技能
过程与方法
情感态度与价值观
1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。
2、学习用图象法处理实验数据。
通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。
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。
学习重点
掌握实验原理和方法，学会处理实验数据
学习难点
用图象法处理实验数据
【学习过程】
一、实验目的
测定电源的 。
二、实验原理
1、图2.10-1中，电源电动势E、内电阻r，与路端电压U、电流I的关系可写为
E=______________。（1）
2、图2.10-2中，电源电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为
E=______________。（2）
3、图2.10-3中电源E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为
E=______________。（3）
实验原理1是重点。测出几组U,I数值，带入(1)式得到的方程两两组成方程组，可得到E，r值。这种方法误差较大。还可以多测出几组U,I值，然后在U-I坐标平面内描出各组U、I值所对应的点，然后通过这些点画一直线，如图2.6-4所示，直线与纵轴的的交点的纵坐标就是电池的电动势的大小，直线与横轴的交点的横坐标就是电池的短路电流Io=E/r，因此可求的内电阻r=E/Io。
三、实验器材 ：_________ 、__________、__________、__________、开关、导线。
四、实验步骤
1.连接电路。如图2.10-1所示。电流表取0.6A量程，电压表取3V量程，移动触头位置使连入电路中的有效阻值_______。
2.测几组（I，U）值。闭合电键，移动变阻器触头位置，使电流有明显示数，记下一组（I，U）值，断开电键。用同样方法，多次移动变阻器触头位置，记录多组（I，U）值，然后断开电键。
3.建立坐标系、描点。纵轴表示__________,横轴表示__________,取合适的标度，使所描坐标点分布绝大部分坐标纸，必要时纵坐标可以_________________。
4.据描出的坐标点作出U-I图像。应使图象尽量多的通过描出的点，不在图象上的点要尽量对称的分布于图线两侧，误差很大，应坚决舍弃。
5.测算电动势和内电阻。准确读出U-I图线与纵轴和横轴的交点坐标，并带入U=E-Ir中，算出E=?r=?
说明：①A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。
②由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。
6.误差分析：
实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，得到的数值是偏大还是偏小？（提示：利用图线及合理的推理）
我的（反思、收获、问题）：
电压表的分流作用所以 I真=I测＋Iv即 （I真—I测）↑，反映在图线上：当 U=0时，Iv→0 I→I真故 r真＞r测 E真＞E测
课后兴趣小组实验：探究影响水果电池电动势和内阻的实验
