选修3-1第二章第9节《实验：测定电池的电动势和内阻》导学案

课时2.9　实验:测定电池的电动势和内阻 　　1.知道测量电源电动势和内阻的实验原理,进一步感受电源路端电压随电流变化的关系。 2.学会根据图象合理外推进行数据处理的方法。 3.尝试分析电源电动势和内阻的测量中的误差,了解测量中减小误差的方法。 4.培养仔细观察、真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质。 1.实验原理 (1)如图甲所示,根据关系式E=①U+Ir,可以用②电压表、③电流表加上一个可以改变的电阻器测定电源的电动势和内阻。 (2)如图乙所示,根据关系式E=④IR+Ir,可以用⑤电流表、电阻箱测定电源电动势和内阻。 (3)如图丙所示,根据关系式E=⑥　　　　,可以用⑦电压表、电阻箱测定电源电动势和内阻。  　　　甲　　　　　　　乙　　　　　　　丙 2.实验方法 (1)把较粗的铜丝和铁丝相隔几毫米插入马铃薯或苹果中,就制成了一个水果电池,其中铜丝是电池的⑧正　极,铁丝是⑨负　极。  (2)实验时改变电阻,可以获得多组电压值和⑩电流值,并记录在表中。 (3)用水果电池做实验的优点是它的内阻较大,容易测量,缺点是内阻容易发生变化,测量前要做好充分准备,使测量尽量迅速。 3.数据处理 (1)解方程组法:用两　组数据分别代入关系式E=U+Ir中,解方程组就可以算出电动势和内阻,此法的优点是方法简单,但误差较大。  (2)图象法:以I为横坐标、U为纵坐标建立坐标系,根据所测量的多组数据画出U-I图象,由函数式U=-rI+E可知图象纵轴的截距为电动势,横轴的截距为短路电流,由关系式r=　　　　可以求出电源的内阻。  　　主题1:实验原理 阅读教材中“实验原理”标题下面的内容,回答下列问题。 (1)讨论根据闭合电路欧姆定律如何求一个电源的电动势和内阻。 (2)如何测出一节干电池的电动势和内阻?需要什么仪器,采用什么样的电路图?原理是什么? 　　主题2:实验方法(重点探究) 阅读教材中“实验方法”标题下面的内容,回答下列问题。 (1)教材中介绍用水果电池做实验,这样选择的优点是什么?如果实验中用干电池来代替水果电池,是选择新一些的电池好还是旧一些的电池好?为什么?实验中应注意什么问题? (2)简要写出实验步骤。 　　主题3:实验数据处理 阅读教材中“数据处理”相关内容,回答下列问题。 (1)利用解方程组的方法求解E和r有什么优点和缺点? (2)电池的U-I图象的截距、斜率分别表示什么物理量? (3)画U-I图象时,纵轴可以不从零开始,如图所示。通过此图如何得出E和r? 1.图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘,当用“-”和“0.6”两接线柱时,能测量的最大电流是　　　A,对应刻度盘上每一小格代表　　　A,图中指针示数为　　　A。  图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘,当使用较小量程时,测量电压最大值不得超过　　　　V,每小格表示　　　　V,图中指针示数为　　　　V。  2.下列给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法,其中既能减小偶然误差,又直观、简便的是(　　)。 A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r,求出E和r B.多测几组I、U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值 C.测出多组I、U的数据,画出U-I图象,再根据图象求出E、r D.多测几组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出电池内阻r 3.图示是根据某次实验记录的数据所画出的U-I 图象,下列关于这个图象的说法正确的是(　　)。 A.纵轴截距表示电源的电动势,即E=3 V B.横轴截距表示短路电流,即I短=0.6 A C.根据r=,计算出待测电源内阻为5 Ω D.根据r=||,计算出待测电源内阻为1 Ω 4.欲测定电池的电动势和内阻,除待测电池、开关和导线外,配合下列仪器,可以达到实验目的的是(　　)。 A.一只电压表和一个电阻箱 B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器 C.一只电流表和一个电阻箱 D.一只电流表和一个滑动变阻器 　　拓展一、实验数据的处理 1.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r,所用电路如图甲所示,一位同学测得的6组数据如下表所示。 组别 1 2 3 4 5 6 电流I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 电压U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 　　(1)试根据这些数据在图乙中画出U-I图线。 　　　　甲　　　　　　　　　　　　　　　乙 (2)根据图线求出电池的电动势E=　　　　V,电池的内阻r=　　　　Ω。  (3)若不画出图线,只选用其中两组U和I的数据,用公式E=U+Ir列方程求E和r