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高三“测定电源电动势和内阻”学案(复习课)
设计人 雪飞虎
[学习目标]
1、会用电压表和电流表测定电源电动势和内阻等三种方法。
2、能够正确选择器材进行简单地设计并能连接实物电路图。
3、能够用图像法求电动势和内阻。
[自主研究]
一.实验原理
1、实验依据: 、表达式:
2、实验电路:
(1)、用电压表、电流表测电动势和内阻(如图1所示)
①、表达式: .(用测量量表述)
②、电流表的接法: 。
(2)、用电流表和电阻箱测电动势和内阻(如图2所示)
①、表达式: (用测量量表述)
②、内阻的测量值是多少?
(3)、用电压表和电阻箱测电动势和内阻(如图3所示)
①、表达式: 。(用测量量表述)
②、本实验对电压表与变阻箱连入电路阻值的关系?
二.实验器材:
1、用电压表、电流表测电动势和内阻:电池(待测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线,坐标纸。
2、器材选择:
【问题情境】在测一节干电池(电动势约为1.5V,内阻约为2Ω)的电动势和内阻的实验中,变阻器和电压表各有两个供选:A电压表量程为15V,B电压表量程为3V,A变阻器为(20Ω,3A),B变阻器为(500Ω,0.2A)。
【问题设置】①、 电压表应该选 (填A或B),这是因为 。
②、变阻器应该选 (填A或B),这是因为 。
三、实物图连接:(注意正负接线、量程的选择、滑动变阻器连入电路阻值、电键对整个电路的控制等)
【问题情境】(1)、用电压表、电流表测电动势和内阻(图4所示) (2)、用电流表和电阻箱测电动势和内阻(如图5所示)
(3)、用电压表和电阻箱测电动势和内阻(图6所示)
四.实验步骤:(用电压表、电流表测电动势和内阻)
(1)确定电流表、电压表的量程,按照电路原
理图把器材连接好。
(2)把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。
(3)闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显
示数,记录一组电压表和电流表的读数,用同
样方法测量并记录几组I、U值。
(4)断开电键,整理好器材。
(5)数据处理:在坐标纸上作U-I图,求出E、r
五、数据处理
1、对U-I图的理解
【问题情景】已知如图7(a、b图)所示。
【问题设置】
①、图a的连线是否有误、如有误请更正。
②、横轴I 、纵轴U的物理意义?
③、图b所反映的规律?函数式?
④、图b中直接可得到的信息?隐含的信息?
⑤、b图中的“点”称为数据点,描点后作图像“拟合”得到该图线,拟合的原则是什么?
2、典型问题研究
【问题情境】
用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的器材有:(A)电压表:0—3—15V;(B)电流表:0—0.6—3A;(C)变阻器R1(总电阻20Ω);(D)变阻器R2(总电阻100Ω);以及电键S和导线若干。
(1)电压表量程选用 电流表量程选用 ,变阻器选用 。(2)在右边的方框中画出实验电路图。(3)如图所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点,请你完成图线,并由图线求出E = V,r= Ω.(4)若只选用两组数据,用欧姆定律算出E、r,有可能误差较大;若选用第 组和第 组数据误差最大。
【问题设置】
①、U-I图的纵轴从多少取起?对是电动势值有怎样的影响?这时的内阻如何求解?
②、图线拟合时应注意什么
[总结、记忆]
图 1
图2
图3
A
图5
图4
图6
图a
图b
图7
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