金品质高追求 我们让你更放心 ！物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 第10节节 实验实验 ：测测定电电池的电动势电动势 和内阻恒定电流金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回干电池及其电动势干电池有许多种，例如锌锰、碱性锌锰、锌空气 等类型其中应用最广泛的是锌锰干电池锌锰干电池 的负极是用锌做成的圆筒，正极是碳棒，用NH4Cl作电解液 ，MnO2作去极剂锌锰干电池中的基本化学反应是：Zn2NH4Cl2MnO2Zn(NH3)2Cl2Mn2O3H2O这种干电池，不论体积多大，电动势都是1.5 V，内阻约 0.1 ，干电池在使用过程中，由于不断在锌极表面产生 Zn(NH3)2Cl2，电池内阻不断增大当内阻增大到不能供给电 流时，电池就报废了一般锌锰干电池只适用于间歇放电 ，而且放电电流应在1 A以下金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回干电池有圆筒形的和叠层的圆筒形的用“R”表示，通常按其体积的大小又分为1号、2号、3号、4号、5号等几种叠层电池用符号“F”表示，例如“4F22”表示由4个扁平形F22叠层电池组合成的电池叠层电池是将糊状电解层涂敷在优质纸上做成的市场上所售的高能电池多为此种电池下表是几种常用的锌锰干电池的性能.金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回干电池种类 及型号开路电 压/V正常使用时 的放电电流 /A容量/ (Ah)主要用途R20(1号) R14(2号) R6(5号)1.5 1.5 1.50.3 0.3 0.34.25 1.5 0.425收音机 照明 一般实验金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回1利用电流表和电压表测电池的电动势和内阻所依据 的公式是_，需要测量的物理量有_2为了测定一节干电池的电动势和内阻，下图给出的 两种实验电路图由于一般电池的内阻较小(比电压表的内 阻小得多，与电流表的内阻相差不多)，所以为使测量结果 比较准确，应选用图_所示的电路答案：1EUIr U、I 2(1)金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回3用作图法求电池的电动势和内阻，作U I图象时，在 坐标图上以_为横坐标，以_为纵坐标，作出 图象后，把这条直线用虚线延长，这条直线与纵轴交点的物 理意义是_，与横轴交点的物理意义是_，直 线的斜率的物理意义是_，由此可以看出，用图象法 处理实验数据的优点是_，但要求在测量数据准确的 基础上，作图象时必须严格认真，且使大多数的点在这一直 线上，不在这一直线上的点大致均匀地分布在直线的两侧， 才能从图象中找出正确的结论和准确的答案答案：I U 电源的电动势E 短路电流I 斜率的大小 等于电源内阻 减小实验中的偶然误差金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回4测电源电动势和内阻的其他方法：(1)依据E_.(2)依据E_.答案：金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回实验原理及方法1实验原理测量原理图如右图所示，由闭合电路的欧姆定律可 得电池的电动势E、内阻r、路端电压U、电流强度I间的 关系：UEIr金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回对于一定的电池，E和r都是确定的，所以改变R的 阻值，测得多阻U、I值，代入式，可分别得到U1EI1rU2EI2rU3EI3r以上方程两两组成方程组，可求得多组E、r值，取其平均值作为电池的电动势和内阻值的大小金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回由UEIr说明U和I是一次函数关系，所以可在U I 坐标平面内描出各组U、I值所对应的点，然后通过这些点 画一直线，如下图所示，直线与纵轴的交点的纵坐标就是 电池的电动势的大小，直线与横轴的交点的横坐标就是电 池的短路电流I短 ，因此可求得内电阻r .金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回2实验器材被测电池(干电池)，电流表、电压表、滑动变阻器、 开关、导线等3实验步骤(1)按右图把器材连接好，注意选取适当的电流表、电 压表的量程金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回(2)把滑动变阻器的滑动片移到一端，使接入电路部 分的电阻最大(3)闭合开关、调节变阻器，使电流表有明显示数， 记录一组电流表和电压表的示数(4)用同样的方法，测量并记录几组U、I数值并记录 下来(5)断开开关、整理好器材(6)根据测量的数据绘制U I图线，所得图线的延长线 与U轴交点即为电源电动势E，图线斜率的绝对值即为电 池的内阻r(也可解方程组计算出E、r)金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回4注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大 些(选用已使用过一段时间的1号干电池或水果电池)(2)由于干电池在大电流放电时极化现象严重，电动势 会明显下降，内阻r会明显增大，故实验中不能将电流调得过 大(长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A)， 且读数要快，读完后立即切断电源；水果电池的内阻变化也 比较明显，测量前应做好充分准备，测量尽量迅速，在内阻 发生较大变化之前结束测量(3)实验中U取值不能太小，一般不得小于1 V，测得的 U、I值不少于5组，且变化范围要大一些，解方程组求解E、 r值时，取1、4组，2、5组，3、6组求解后，求平均值金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回(4)画U I图线时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧(5)纵坐标可不从零开始，如右图所示，计算内阻时 ，要在直线上取两较远点用r 求出(横坐标必须从 零开始)金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回在用电压表和电流表测电源电动势和内 电阻的实验中，根据如下图甲所示的实验电路测量得 出如下的数据.U/V1.361.321.301.281.241.20 I/A0.220.280.340.400.460.50(1)试在图乙的坐标 系中作出实验得到的U I图 象(2)用绘制的U I图象 得出所测电源的电动势为 _V；电源的内电 阻为_.金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回画图时注意这些点应均分在直线的两侧(2)读出纵坐标上的截距为1.48(得出1.46 V1.50 V均为 正确)；计算出该直线的斜率为0.52(得出0.50 0.60 均为 正确)，注意与横轴相交的不是原点.答案：(1)如上图所示 (2)1.48(得出1.46 V1.50 V均为 正确) 0.52(得出0.50 0.60 均为正确)解析：(1)如下图所示金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回变式迁移用右图的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻因蓄 电池内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电 路中用了一个保护电阻R0.除蓄电池、开关、导线外，可供 使用的实验器材还有：A电流表(量程0.6 A、3 A)B电压表(量程3 V、15 V)金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回C定值电阻(阻值1 、额定功率5 W)D定值电阻(阻值10 、额定功率10 W)E滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2 A)F滑动变阻器(阻值范围0200 、额定电流1 A)(1)电流表和电压表各选哪个？(2)定值电阻选用哪个？滑动变阻器选用哪个？试说明你选择的理由金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回解析：先由电源的电动势E2.0 V(一节蓄电池的电动 势)分析，电压表的量程应选3 V挡，若选15 V挡则不便读数定值电阻只有两个，若选用R010 的电阻，则线路上的 电流最大为0.2 A，但电流表的最小量程为0.6 A，读数也不准 确，故应选R01 的定值电阻滑动变阻器接入电路后，改变其阻值时，应使线路中电流 有明显的改变，若阻值过大，反而不利于调节，故选用R10 的变阻器由于定值电阻R0与滑动变阻器R已选，则可知电流表选量 程为0.6 A挡答案：(1)00.6 A 03 V (2)定值电阻选用R01 滑动变阻器选用R10 金品质高追求 我们让你更放心！ 物理物理 选选修修3-13-1 ( (配配人教版人教版) 返回祝您