12.3《实验：电池电动势和内阻的测量》课件+分层练习（含解析）-人教版高中物理必修三

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人教版高中物理必修三12.3《实验：电池电动势和内阻的测量》CONTENTS新课导入 电动势和内阻是电源的两个重要参量，若电池的电动势和内阻未知，我们该如何测量？有哪些测量方法呢？课堂引入新课讲解方案一：伏安法PART 01（1） Ｕ：路端电压; Ｉ：通过电源的电流; E：待测电动势； r: 待测内阻；（2）只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r1. 基本原理电流表外接法2. 电路设计电流表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 被测电池（干电池）3. 实验器材4. 实物图连接2.把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端；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；1.确定电流表、电压表的量程，按原理图连接电路；5. 实验步骤方法一：公式法6. 数据处理I短EU轴截距等于电动势E在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U、I值画出U-I图象。r是直线的斜率的绝对值短路电流纵坐标可以不从0开始方法二：图像法1.电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处;2.使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速;3.要测出不少于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些;4.画Ｕ—Ｉ图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去;7. 注意事项5.画U--I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始，（但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r;6.画U--I 图线时，坐标轴的单位选择要恰当，使作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。8. 实验视频拓展：伏安法误差分析（1）电压表内阻越大，电压表分流越小，系统误差越小。（2）电压表内阻已知，可求流过电压表的电流，可消除系统误差。1.误差来源：电压表分流。路端电压越大，电压表分流越多。U-I图像修正如图所示。2. E测r真2. 方法一：U-I图像修正法②不考虑电表影响考虑电表影响3. 方法二：计算法r 测 < rE测 r真方法一:公式法方法二:图象法 E测=I1(R1+r) E测=I2 (R2+r)2. 数据处理1.不考虑电流表内阻时，得出的是E，r的测量值2.考虑电流表内阻时，得出的是E，r的真实值3. 误差分析方案四：安安法PART 04 采用一个定值电阻、两块电流表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：E=U+Ir实验原理方案五：伏伏法PART 05采用一个定值电阻、两块电压表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：E=U+Ir实验原理课堂总结测量电动势和内阻课堂小结巩固提升【练习1】（2022·广东·博罗县教师发展中心高二期中）如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I图线，以下实验结论正确的是（　　）A．电池内阻的测量值为3.50ΩB．电池电动势为1.40VC．外电路发生短路时的电流为0.40AD．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数【参考答案】B课堂练习【练习2】（2022·宁夏·银川唐徕回民中学高二期中）(多选)在测电源电动势和内阻的实验中（  ）A．图（2）所示电路内阻测量比图（1）准确B．图（1）所示电路电动势测量准确C．图（2）所示电路，电动势测量准确D．图（1）所示电路，内阻测量值比真实值偏小【参考答案】CD【练习3】某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势Ea和内阻ra，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得路端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示 的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势Eb和内阻rb，得到图乙中的图线b。由图线可知（　　）A．Ea＞Eb，ra＞rb B．Ea＜Eb，ra＜rb C．Ea＝Eb，ra＜rb D．Ea＜Eb，ra＝rb【参考答案】D【练习4】（2022·福建·莆田华侨中学高二阶段练习）某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内电阻，使用的器材还有开关一个、导线若干，实验原理如图甲所示。（1）在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成其余电路的连接。( )【练习4】（2）调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是______Ω。（3）接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，同时读出对应的电流表的示数I，并作记录，画出 关系图线，如图丁所示。则图线斜率的物理意义是____________；若电流表内阻RA=0.2Ω,由图线求得电源的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。【参考答案】2.3     电源电动势     1.4     0.5【练习5】（2022·山西·晋城市第二中学校高二阶段练习）为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学在实验室选择合适的器材，设计了如图甲所示的实验电路图，请完成下列问题：（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线替代导线补全图乙的实物图_____；【练习5】（2）改变电阻箱的阻值，测得多组实验数据绘出如图丙所示的 图线，由图丙可得，电源电动势E=______，内阻r=______。（均用图丙中a、b表示）（3）实验误差分为系统误差和偶然误差，则造成该实验结果系统误差的主要原因是______。【参考答案】电压表的分流作用 b 【练习6】（2022·广东·佛山实验中学高二学业考试）某小组为了测量手机锂电池的电动势（约3.7V）与内阻（约0.1Ω），在实验室寻找到了下列器材：电压表V1（量程0～15V）；电压表V2（量程0～3V）；电流表A（量程0～0.6A）；滑动变阻器（阻值范围0～20Ω）；定值电阻R0=2.0Ω、导线、开关若干。（1）本实验选用的电压表为___________（选“V1”或“V2”）；（2）小组先测得电流表的内阻为5.09Ω，为了更精确测量电源电动势与内阻，应该选用的实验电路是图___________（选“A”或“B”）；【参考答案】V2 B【练习6】（3）改变滑动变阻器的滑片位置，获得多组数据，根据数据可以得出该电池的电动势为___________V（保留3位有效数字），内阻为___________Ω（保留2位有效数字）【参考答案】3.60     0.11人教版高中物理必修三课程结束