1、2.10 测定 电池的电动势和内阻 导学案 【学习目标】 测电源的电动势和内阻。 【重点难点】 用电压表和电流表测电源的电动势和内阻；作图处理实验数据。 【学法指导】 认真观察实验，掌握用电压表和电流表测电源电动势和内阻的原理和方法，体会作图 处理实验数据的方法和优点 【知识链接】 闭合电路欧姆定律的内容是什么？路端电压 U 和干路电流 I 的关系式以及图象是什么？ 【学习过程】 1实验原理 （1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。如图 1 所示：测出两组 U、I 值，就能算出电动势和内阻。原理公式：E=U+Ir。 （2）用电流表、电阻箱测量。如图 2 所示：测出两组 I、R 值
2、，就能算出电动势和内阻。 原理公式：E= I（Rr） 。 （3）用电压表、电阻箱测量。如图 3 所示：测出两组U 、R 值，就能算出电动势和内 阻。 原理公式： 。rRUE 下面以图 1 所示的方法介绍实验步骤和实验数据的处理方法。 2实验器材 电池（待测电源） 、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线，坐标纸。 3主要实验步骤 （1）按照图 1 把器 材连接好 图 2 图 3图 1 （2）把滑动变阻器滑片移到电阻 最大 （填“最大”或“最小”）的一端。 （3）闭合电键，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的 读数，用同样方法测量并记录几组 I 、U 、值。 （4）断开电
3、键，整理好器材。 （5）数据处理：在坐标纸上作 UI 图线，求出 E、r。 U（V ） I（A ） 4注意事项：关于图象法处理数据 将多组 U、I 数据描在坐标纸上，利用图线求解电动势和内阻。 纵轴是路端电压，横轴是干路电流，U =E-Ir，图线是倾斜向下的直线。 电阻的伏安特性曲线中，U 与 I 成正比，前提是 R 保持一定，而这里的 U-I 图线中， E、 r 不变，外电阻 R 改变，正是 R 的变化，才有 I 和 U 的变化。 实验中至少得到 5 组以上数据，画在坐标纸 上拟合出一条直线。要使多数点落在直 线上，且分布在直线两侧的点个数大致相等。 将图线延长，纵轴截距意味着断路情况，它的
4、数值等于电动势 E。横轴截距（路端电 压 U=0）意味着短路情况，它的数值等于短路电流 。r 【特别提醒】两个截距点均无法用实验直接测到，是利用得到的图线向两侧延长得 到的。 由于 r 一般很小，得到的图线斜率 的绝对值就较小。为了使测量结果准确，纵轴的 坐标一般不从零开始，计算 r 时选取直线上相距较远的两点求得。 【训练测试】 1.在测定电池的电动势和内电阻的实验中，除需用导线和开关外，下述各组器材可 完 成实验的是( ) (1)伏特表和安培表 (2)安培表和电阻箱 (3)安培表和变阻器 (4)伏特表和电阻箱 (5)伏特表和变阻器 (6)伏特表、安培表和 变阻器 2可用理想电压表、理想电流
5、表、变阻器 R 以及电键 K 和导线等器材来测量某一 电源 E 的电动势和内阻下面给出了四个电路图，图中、代表电源的正、负极和电表 的正负接线柱正确的电路图是 ( ) 3在测定电动势和内电阻的实验中，有几个学生接成了如下图所示甲、乙、丙、丁四 种电路，当闭合 K， 滑动头 P 左右移动时，(伏特表、安培表视为理想) ( ) (1)会出现安培表示数可变，伏特表示数始终为零情况的是电路图_； (2)会出现安培表示数为零，伏特表示数不变的是电路图_ ； (3)会使安培表烧坏的是电路图_； (4)会使 安培表示数不变，伏特 表示数可变的是电路图_ 4图中，R 为已知电阻，R x 为待测电阻，K 1 为
6、单刀单掷开关，K 2 为单刀双掷开关， V 为电压表(内阻极大)，E 为电源( 内阻不可忽略)现用图中电路测量电源电动势 E 及电阻 Rx. (1)写出操作步骤 (2)由 R 及测得的量，可得 E_，R x_. 5测量“水果电 池”的电动势和内电阻：将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构 成了简单的“水果电池” ， 其电动势约 1.5V，可是这种电池并不能点亮额定电压为 1.5V，额 定电流为 0.3A 的手电筒上的小灯泡原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足 3mA.现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” 的电动势和内电阻 (
7、1)若给出的滑动变阻器有两种规格：A(0 30) B(030k)本实验中应该选用哪 种规格的滑动变阻器？答：_. (2)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 UI 图 象，如图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势的内电阻分 别为 E_V；r_. 【参考答案】 1.答案：(2)、(4)、(6) 解析：由闭合电路欧姆定律的公式：EU I rI (Rr) U r UR 可得出测量 E，r 的几种基本方法： 改变 R，测量两组 U、I 值，联立解得； 已知不同的 R 值，分别测出电流 I，联立解得； 已知不同的 R 值，分别测出电压 U，联立解得 2答案
8、：B 解析：本题考 查的是电路中仪器的基本知识和基本能力要求电源的正极应与电压表 和电流表正极相连，并且电压表在电路中应当并联，电流表在电路中应串联 3答案： ( 1)丁 (2)乙 (3)甲 (4)丙 4答案：(1)K 1 断开，K 2 接到 a 端，记下电压表的读数 U1；K 2 仍接到 a 端，闭 合 K1，记下电压表的读数 U2；K 1 仍闭合，K 2 接到 b 端，记下电压表的读数 U3.(2)U1； R U3U2 U3 5答案：(1)B (2)1.5 500 【学习反思】 利用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量（如图 1 所示）电动势和内阻的 实验中，由于电压表、电流表 的内阻会带来系统误差。试分析系统误差来源于什么？用图 象法分析测量值是偏大还是偏小？
