人教版 (新课标)选修310 实验：测定电池的电动势和内阻学案

第二章第十节测定电池的电动势和内阻

[学习目标]

 1.知道测定电池的电动势和内阻的实验原理，进一步感受路端电压随电流变化的关系.

2.通过实验过程，掌握实验方法，学会根据图象合理外推进行数据处理的方法．

任务一：认真阅读下列方案，做到理解原理，灵活应用。

一、实验方案

1．伏安法：由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表，电路图如图1所示．

图1

2．安阻法：由E＝IR＋Ir可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材有电池、开关、电阻箱、电流表，电路图如图2所示．

图2

3．伏阻法：由E＝U＋r知，如果能得到U、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材是电池、开关、电阻箱、电压表，电路图如图3所示．

图3

任务二：以安伏法为例，写出实验步骤。

二、实验步骤(以伏安法为例)

1．电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按实验原理图连接好电路．

2．把滑动变阻器的滑片移到一端，使其阻值最大．

3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)．用同样的方法测量几组I、U值．

4．断开开关，整理好器材．

5．处理数据，用公式法和作图法这两种方法求出电池的电动势和内阻．

任务三：以安伏法为例，写出数据处理方法。

三、实验数据的处理

1．求平均值法：由E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r可解得

E＝，r＝.

可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值．

2．作U－I图象法

(1)本实验中，为了减少实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据多次测出的U、I值，作U－I图象；

(2)将图线两侧延长，纵轴截距表示电池电动势E；

(3)图线斜率的绝对值表示电池的内阻r，即r＝||＝，如图4所示．

图4

任务四：写出实验应注意的事项。

四、注意事项

1．为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表．

2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化．

3.当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始．

如图5所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝||求出．

图5