人教版 (2019)必修 第三册3 实验：电池电动势和内阻的测量精品习题

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【学习目标】
1、经历实验设计过程，理解测定电源电动势和内阻的实验原理。
2、在理解实验原理的基础上，能完成测电源电动势和内阻的规范实验操作。
3、学会利用U-I图像处理数据并得出电源的电动势和内阻，进一步体会利用图像进行数据处理的方法。
4、尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解实验中减小误差的方法。
【学习重难点】
学习重点：用U-I图像测定电池的电动势和内阻。
学习难点：用U-I图像测定电池的电动势和内阻。
【知识回顾】
1、路端电压与电动势之间的关系是：__________。
2、选用内接法、外接法的依据口诀是：____________________。
3、在电源的U-I图像中，__________表示电动势E，__________表示短路电流I短，__________表示内阻r。
【自主预习】
1、用电流表外接的伏安法进行测量时，误差来源于__________。路端电压越大，____________________。
用电流表内接的伏安法进行测量时，误差来源于__________。通过电源的电流越大，____________________。
2、在对实验进行误差分析时，可利用等效电源的方法。
对外接法，把电源和__________看做整体，则整体的电动势相当于__________时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和__________的__________联的阻值。
对内接法，把电源和__________看做整体，则整体的电动势为__________和电源串联后的路端电压，整体的电阻相当于电源和__________的__________联的阻值。
【课堂探究】
第一部分 方案一：伏安法
思考1：电源电动势能直接用电压表测量吗？
思考2：路端电压与电动势之间的关系是怎样的？此关系式中的哪些量是可直接测量的，哪些量是待测的？
思考3：要测得E和r，需要至少几组数据？
思考4：连接电表时，应采用内接法还是外接法？（提示：被测电源内阻的阻值通常不大。）绘制电路图，并连接实物图。

实验步骤：
①确定电流表、电压表的__________，按原理图连接电路；
②把变阻器的滑动片移到使阻值最__________的一端；
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，用同样的方法测量并记录几组I和U的值；
④断开开关，整理好器材。
数据处理：
①公式法：
代入E=U1+I1r和E=U2+I2r，计算出E=__________，r=__________，并____________________以减小误差。
②图像法：画出U-I图像，则__________表示电动势E，__________表示短路电流I短，__________表示内阻r。
注意事项：
①电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最__________位置处；
②使用内阻较__________一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太__________，每次读完数后立即__________，以免使电动势和内阻__________。如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较__________，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量__________；
③要测出不少于__________组I、U数据，且变化范围要__________一些；
④画U-I图线时，应使图线通过__________的点，并使不在直线上的点____________________，个别偏离直线太远的点可__________；
⑤画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从__________开始，而是根据测得的数据从__________开始，（但横坐标必须从__________开始)但这时图线与横轴的交点不再是__________，而图线与纵轴的截距仍为__________，图线的斜率的绝对值仍为__________；
⑥画U-I图线时，坐标轴的单位选择要恰当，使做出的图线基本充满整个区域为宜，不能使图线位于某一角上；
⑦使用U-I图线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。
【视频】测定电池的电动势和内阻。
第二部分 拓展：伏安法误差分析
思考1：用电流表外接的伏安法进行测量，误差来源于哪里？
外接法适用于以下情况：①内阻r__________(例：__________)，②滑动变阻器R阻值__________。
思考2：外接法U-I图像修正如图所示。由图像可以分析，此方法测量的电动势、内阻的误差情况如何？
思考3：用电流表内接的伏安法进行测量，误差来源于哪里？
内接法适用于以下情况：①内阻r__________(例：__________)，②滑动变阻器R阻值__________。
思考4：内接法U-I图像修正如图所示。由图像可以分析，此方法测量的电动势、内阻的误差情况如何？
思考5：如果采用公式计算的方式处理数据，对电流表内接的方法，怎样分析误差？
不考虑电表影响时，由E测=U1+I1r测和E测=U2+I2r测，计算得E测=__________，r测=__________。
考虑电表影响时，由E真=U1+I1r+I1RA和E真=U2+I2r+I2RA，计算得E=__________，r=__________。
由此可知，E测=__________，r测=__________>r，与图像法的分析结果一致。
采用等效电源的方法来分析：
对电流表外接法，把电源和__________看成一个整体，这样测得的就是这个整体的路端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。这个整体的电动势相当于__________时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和__________的__________联的阻值。即：E测__________