4.2科学测量：电源的电动势和内阻 课件-2022-2023学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

4.2科学测量：电源的电动势和内阻（第一课时） 鲁科版必修三2019 电源是电路的重要组成部分，电动势和内阻是电源的两个重要参量，如何测量电源的E和r？需要什么器材？ 课堂导入 一、实验原理与设计 根据闭合电路欧姆定律，我们可以得到以下方程: 根据这些方程，你可以设计实验方案来测量电动势和内阻吗？ 二、实验方案一（伏安法测电动势和内电阻） A V E r A V E r R R 图1 图2 思考1：如果测一节干电池的电动势和内阻，应该选择那种滑动变阻器来控制电路？电流表电压表选择哪个量程？ 思考2：选择以上哪个测量电路较好？ 1、测一节干电池的E和r的器材选择及电路原理图： 电流表：0～0.6A 电压表：0～3V 滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10～20Ω 被测干电池：内阻较小 2.确定电流表和电压表的量程，按图示电路把器材连好。 A V S R （1）.公式法 改变 R阻值，从电流表和电压表中读取两组 I、U值，代入方程组求解，多测几组数据，算出 E、r 取平均值。 3.数据处理 E I短 （2）图象法 E 如何根据图像求得电动势和内阻？ 4、系统误差分析 r 测 < r真 A V 甲 E测 <E真 . . ---------------- . . . I U 五、如果用伏安法测量一个电动势很小，内阻很大的水果电池，又该如何设计实验呢？ 典型例题 例1. 一个学生利用实验方法测得数据 ，根据这些数据，画出了如图所示的 U－I 图象 ，从图中可得出电源电动势为 ______V，内阻为______Ω。 典型例题 例2.某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻R，所给的其他器材有： A.电压表（0～3～15 V） B.电流表（0～0.6～3 A） C.变阻器R1（20 Ω，1 A） D.变阻器R2（1 000 Ω，0.1 A） E.电键S和导线若干 （1）实验中电流表应选用的量程为________；电压表应选用的量程为________；变阻器应选用________（标明变阻器代号）； （2）根据实验要求连接实物电路图； （3）实验测得的6组数据已在U-I图中标出，如图所示.请你根据数据点位置完成U-I图线，并由图线求出该电池的电动势E=________V，电阻r=___________Ω. 例3、将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V。可是这种电池并不能点亮手筒上额定电压为1.5V、额定电流为0.3A的小灯泡，原因是通过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA。现使用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材，尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内阻． ①请画出应采用的电路原理图。 ②滑动变阻器有两种规格：A（0～10Ω）、B（0～3kΩ）。实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器?为什么?答： 。 ③在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到的U一I图象如图所示。根据图中所给数据，得到“水果电池”的电动势和内阻分别为E=____V，r=___Ω。 六、实验创新： 在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的（ ） A. 一只电流表和一个滑动变阻器 B. 一只电流表和一只电压表 C. 一只电流表和一个电阻箱 D. 一只电压表和一个电阻箱 七、讨论与交流 ： 1、如果实验室准备有新旧电池在该实验中选用什么电池更好一些？试说明理由。 2、在实验过程中通电电流能否太大？若电流太大对实验会有什么影响？电流能否太小？太小又会如何？ 3、为了不使通过电源的电流时间太长，在实验过程中开关应如何使用？ 02 致 谢 The man who has made up his mind to win will never say impossible “THANKS” $