选修3-1《10实验：测定电池的电动势和内阻》优质课教案设计

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二、实验原理

1．实验依据：闭合电路的欧姆定律

2．实验电路：如图所示

3．E和r的求解：由U＝E－Ir

得 eq ﹨b﹨lc﹨{﹨rc﹨ (﹨a﹨vs4﹨al﹨co1(U1＝E－I1r,U2＝E－I2r)) ，解得 eq ﹨b﹨lc﹨{﹨rc﹨ (﹨a﹨vs4﹨al﹨co1(E＝﹨f(I1U2－I2U1,I1－I2),r＝﹨f(U2－U1,I1－I2)))

4．作图法数据处理，如图2所示．

(1)图线与纵轴交点为E.

(2)图线与横轴交点为I短＝ eq ﹨f(E,r) (3)图线的斜率表示r＝ eq ﹨f(ΔU,ΔI) .

特别提醒　图线斜率的绝对值为电源内阻r的大小；当I＝0时，U＝E，即图线与纵轴的交点坐标值；当U＝0时，I为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值．但要注意，有时纵轴起点不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的绝对值仍是内阻值，与纵轴的交点坐标值仍为电源的电动势值．

三、实验器材

电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸．

四、实验步骤

1．连接电路

电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图1连接好电路．

2．测量与记录

(1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端．

(2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)．用同样方法测量多组I、U值．填入表格中.

第1组第2组第3组第4组第5组第6组I/AU/V(3)断开开关，拆除电路整理好器材．

五、数据处理

本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法．

方法一　取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．

方法二　在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U—I坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r.即r＝| eq ﹨f(ΔU,ΔI) |.

六、误差分析

由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验的结果E测＜E真，r测＜r真．

七、注意事项