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高二物理同步课件:2.9《实验:测定电池的电动势和内阻》(新人教版选修3-1)

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第二章 恒定电流第9节 实验:测定电池的电动势和内阻\n课前导读\n3.用作图法求电池的电动势和内阻,作U-I图象时,在坐标图上以________为横坐标,以________为纵坐标,作出图象后,把这条直线用虚线延长,这条直线与纵轴交点的物理意义是________,与横轴交点的物理意义是________,直线的斜率的物理意义是________,由此可以看出,用图象法处理实验数据的优点是________,但要求在测量数据准确的基础上,作图象时必须严格认真,且使大多数的点在这一直线上,不在这一直线上的点大致均匀地分布在直线的两侧,才能从图象中找出正确的结论和准确的答案.\n4.测电源电动势和内阻的其他方法:(1)依据E=________.(2)依据E=________.\n\n知识解惑\n实验原理及方法1.实验原理测量原理图如右图所示,由闭合电路的欧姆定律可得电池的电动势E、内阻r、路端电压U、电流强度I间的关系:U=E-Ir①对于一定的电池,E和r都是确定的,所以改变R的阻值,测得多阻U、I值,代入①式,可分别得到U1=E-I1rU2=E-I2rU3=E-I3r……以上方程两两组成方程组,可求得多组E、r值,取其平均值作为电池的电动势和内阻值的大小.\n2.实验器材被测电池(干电池),电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线等.\n3.实验步骤(1)按右图把器材连接好,注意选取适当的电流表、电压表的量程.(2)把滑动变阻器的滑动片移到一端,使接入电路部分的电阻最大.(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.(4)用同样的方法,测量并记录几组U、I数值并记录下来.(5)断开开关、整理好器材.(6)根据测量的数据绘制U—I图线,所得图线的延长线与U轴交点即为电源电动势E,图线斜率的绝对值即为电池的内阻r(也可解方程组计算出E、r).\n4.注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的1号干电池或水果电池).(2)由于干电池在大电流放电时极化现象严重,电动势会明显下降,内阻r会明显增大,故实验中不能将电流调得过大(长时间放电不宜超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5A),且读数要快,读完后立即切断电源;水果电池的内阻变化也比较明显,测量前应做好充分准备,测量尽量迅速,在内阻发生较大变化之前结束测量.(3)实验中U取值不能太小,一般不得小于1V,测得的U、I值不少于5组,且变化范围要大一些,解方程组求解E、r值时,取1、4组,2、5组,3、6组求解后,求平均值.\n(4)画U-I图线时,要尽量使多数点落在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧.(5)纵坐标可不从零开始,如右图所示,计算内阻时,要在直线上取两较远点用r=求出(横坐标必须从零开始).\n在用电压表和电流表测电源电动势和内电阻的实验中,根据如下图甲所示的实验电路测量得出如下的数据.U/V1.361.321.301.281.241.20I/A0.220.280.340.400.460.50(1)试在图乙的坐标系中作出实验得到的U-I图象.(2)用绘制的U-I图象得出所测电源的电动势为________V;电源的内电阻为________Ω.\n解析:如下图所示\n画图时注意这些点应均分在直线的两侧.(2)读出纵坐标上的截距为1.48(得出1.46V~1.50V均为正确);计算出该直线的斜率为0.52,注意与横轴相交的不是原点.(得到0.50Ω~0.60Ω均为正确)答案:(1)如上图所示(2)1.48(得出1.46V~1.50V均为正确)0.52(得出0.50Ω~0.60Ω均为正确)\n变式迁移用右图的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻.因蓄电池内阻非常小,为防止调节滑动变阻器时造成短路,电路中用了一个保护电阻R0.除蓄电池、开关、导线外,可供使用的实验器材还有:\nA.电流表(量程0.6A、3A)B.电压表(量程3V、15V)C.定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)D.定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)E.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω、额定电流2A)F.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω、额定电流1A)(1)电流表和电压表各选哪个?(2)定值电阻选用哪个?滑动变阻器选用哪个?试说明你选择的理由.\n解析:先由电源的电动势E=2.0V(一节蓄电池的电动势)分析,电压表的量程应选3V挡,若选15V挡则不便读数.定值电阻只有两个,若选用R0=10Ω的电阻,则线路上的电流最大为0.2A,但电流表的最小量程为0.6A,读数也不准确,故应选R0=1Ω的定值电阻.滑动变阻器接入电路后,改变其阻值时,应使线路中电流有明显的改变,若阻值过大,反而不利于调节,故选用R=10Ω的变阻器.由于定值电阻R0与滑动变阻器R已选,则可知电流表选量程为0.6A挡.答案:(1)0~0.6A0~3V(2)定值电阻选用R0=1Ω滑动变阻器选用R=10Ω\n知能演练\n基础巩固1.测量电池的电动势和内电阻是用新电池好还是用旧电池好?用旧电池好,旧电池的内阻比较大,容易测量.\n2.随身听用电池当电源,连续几个小时地播放磁带,音质就会发生明显的改变,节奏变慢、音调变低,也就是说电池不能用了;但改听收音机时,仍能正常收听,这是为什么呢?播放磁带时,耗电荷量比较大,连续几个小时地播放,电池内阻变得比较大,导致路端电压变小,达不到播放磁带的供电电压,也就无法正常工作了;当改听收音机时,因为收音机的工作电流很小,虽然电池的内阻变大了,但内电压很小,路端电压仍能满足收音机的工作电压,所以收音机能正常收听.\n祝您学业有成\n励志名言形成天才的决定因素应该是勤奋\n安全小贴上课间活动注意安全

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所属: 高中 - 物理
发布时间:2022-09-20 13:01:48 页数:23
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文章作者:xihulunjian123

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