第十二章 3　第2课时　伏阻法和安阻法测电池的电动势和内阻.docxVIP

第2课时　伏阻法和安阻法测电池的电动势和内阻 [学习目标]　掌握用伏阻法和安阻法测电动势和内阻的原理，会选用实验器材正确连接电路并进行实验数据处理． 一、伏阻法测电动势和内阻 1.实验思路 由E＝U＋Ir＝U＋eq \f(U,R)r知，改变电阻箱阻值，测出多组U、R值，通过公式或图像可求出E、r.实验电路如图1所示． 图1 2．实验器材 电池、电压表、电阻箱、开关、导线． 3．数据处理 (1)计算法：由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(E＝U1＋\f(U1,R1)r,E＝U2＋\f(U2,R2)r))解方程组可求得E和r. (2)图像法：由E＝U＋eq \f(U,R)r得：eq \f(1,U)＝eq \f(1,E)＋eq \f(r,E)·eq \f(1,R).故eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图像的斜率k＝eq \f(r,E)，纵轴截距为eq \f(1,E)，如图2. 由图像的斜率和截距求解． 图2 二、安阻法测电动势和内阻 1．实验思路 如图3所示，由E＝IR＋Ir知，改变电阻箱的阻值，测出多组I、R的值，通过图像就可求出E、r的值． 图3 2．实验器材 电池、电流表、电阻箱、开关、导线． 3．数据处理 (1)计算法：由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(E＝I1R1＋I1r,E＝I2R2＋I2r))解方程组求得E，r. (2)图像法：由E＝I(R＋r)得：eq \f(1,I)＝eq \f(1,E)R＋eq \f(r,E) eq \f(1,I)－R图像的斜率k＝eq \f(1,E)，纵轴截距为eq \f(r,E)(如图4甲) 又R＝E·eq \f(1,I)－r R－eq \f(1,I)图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r(如图乙)． 由图像的斜率和截距求解． 图4 一、伏阻法测电动势和内阻 为了测量由两节干电池组成的电源的电动势和内电阻，某同学设计了如图5甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0＝5 Ω为保护电阻． 图5 (1)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路． (2)保持开关S断开，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R.以eq \f(1,U)为纵坐标，以eq \f(1,R)为横坐标，画出eq \f(1,U)－eq \f(1,R)的关系图线(该图线为一直线)，如图丙所示．由图线可求得电池组的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字) 答案　(1)如图所示 (2)2.9　1.2 解析　(2)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋eq \f(U,R)(R0＋r)，变形得eq \f(1,U)＝eq \f(1,E)＋eq \f(R0＋r,E)·eq \f(1,R)，结合题图丙eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图像可知纵轴截距为eq \f(1,E)，图像的斜率k＝eq \f(R0＋r,E)，代入数据解得E≈2.9 V，r≈1.2 Ω. 二、安阻法测电动势和内阻 一同学测量某干电池的电动势和内阻． (1)如图6所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处____________；____________. 图6 (2)实验测得的电阻箱阻值R和理想电流表示数I，以及计算出的eq \f(1,I)数据见下表： R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 eq \f(1,I)/A－1 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8 根据表中数据，在图7方格纸上作出R－eq \f(1,I)关系图像． 图7 由图像可计算出该干电池的电动势为________V(结果保留三位有效数字)；内阻为________Ω(结果保留两位有效数字)． 答案　(1)开关未断开　电阻箱阻值为零 (2)见解析图　1.37(1.34～1.40均可)　1.2(1.0～1.4均可) 解析　(1)在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，确保实验仪器、仪表的安全． (2)根据闭合电路欧姆定律得 E＝I(R＋r) 即R＝eq \f(E,I)－r＝E·eq \f(1,I)－r， 即R－eq \f(1,I)图像为直线． 描点连线后图像如图所示． 根据图像可知r＝1.2 Ω. 图像的斜率为电动势E， 在R－eq \f(1,I)图像上取两点(1.2,0.40)、(5,5.60) 则E＝eq \f(5.60－0.40,5－1.2) V≈1.37 V. 针对训练　某学习小组设计了如图8甲所示的电路测量电源电动势E和内阻r.实验器材有：待测电源，电流表A(量程为