第02章 恒定电流（06-章末优化总结）-2017版同步导学案优化探究物理（人教版选修3-1）

人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 10　实验：测定电池的电动势和内阻 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 01 实验 认知导学 02 实验 核心解读 03 典例 探究剖析 04 课后 达标检测 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 一、实验目的 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． 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 二、实验原理 方法1：伏安法测电动势E和内阻r 由闭合电路的欧姆定律得：E＝U＋Ir，用电压表测得路端电压， 用电流表测干路中的电流，通过改变电路中的电阻，测出两组 U、I数据，就可以列出两个关于E、r的方程：E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，联立两方程就可以解出结果． 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 方法2：用电流表、电阻箱测电动势E和内阻r 由闭合电路的欧姆定律得：E＝I(R＋r)，用电流表测干路中的电流，通过改变电路中的电阻，测出两组R、I数据，就可以列出两个关于E、r的方程：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，联立两方程就可以解出结果． 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 方法3：用电压表、电阻箱测电动势E和内阻r 由闭合电路的欧姆定律得：E＝U＋eq \f(U,R)r，用电压表测得路端电压， 通过改变电路中的电阻，测出两组U、R数据，就可以列出两个关于 E、r的方程：E＝U1＋eq \f(U1r,R1)，E＝U2＋eq \f(U2r,R2)，联立两方程就可以解出结果． 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 三、实验器材 　在不同的方法中需要的实验器材略有不同，分别如下： 方法1：待测电池一节，电流表、电压表各一个，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干． 方法2：待测电池一节，电流表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干． 方法3：待测电池一节，电压表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干． 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 一、实验步骤 　根据实验原理就可测得电源的电动势和内阻，下面以“伏安法测电动势和内阻”的实验原理介绍实验步骤． 1．确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好． 2．把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端． 3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格． 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 4．多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中. 实验序号 1 2 3 4 5 6 I/A U/ V 5.断开开关，整理好器材． 二、数据处理 　为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法： 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 将依次记录的多组数据(一般6组)填入下表，如表所示： 实验序号 1 2 3 4 5 6 I/A I1 I2 I3 I4 I5 I6 U/ V U1 U2 U3 U4 U5 U6 分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值E＝eq \f(E1＋E2＋E3,3)，r＝eq \f(r1＋r2＋r3,3)作为测量结果． 1．公式法 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 2．图象法 把测出的多组U、I值，在U­I图中描点画图象，使U­I图象的直线经过大多数坐标点，使不在线上的坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝E－Ir可知： (1)纵轴截距等于电源的电动势E，横轴截距等于外电路短路时的电流I短＝eq \f(E,r). (2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|＝eq \f(E,I短). (3)若电源内阻r＝0(理想电源)，则U＝E. 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 三、误差分析 1．偶然误差 主要来源于电压表和电流表的读数以及作U­I图象时描点不准确． 2．系统误差 主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总 电流(即流过电源的电流)要小一些．U越大，电流表的读数与总电流 的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U­I坐标系中表示出来，如 图所示，可见E测<E真，r测<r真． 人教版物理· 选修3-1 返回导航 上页 下页 四、注意事项 1．为了使路端电压