高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 实验：电池电动势和内阻的测量学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 实验：电池电动势和内阻的测量学案，共10页。学案主要包含了学习目标，课前预习，学习过程等内容，欢迎下载使用。
1．经历实验设计过程，理解测定电源电动势和内阻的实验原理。
2．在理解实验原理的基础上，能完成测电源电动势和内阻的规范实验操作。
3．学会利用图象处理数据并得出电源电动势和内阻，进一步体会利用图象进行数据处理的方法。
4．尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解实验中减小误差的方法。
【课前预习】
一、实验思路
实验电路如图所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程：
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(E＝U1＋I1r,E＝U2＋I2r))可解得E＝eq \f(I1U2－I2U1,I1－I2)，r＝eq \f(U2－U1,I1－I2)
二、实验器材
待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。
三、实验步骤
1．选定电流表、电压表的量程，按照电路图把器材连接好。
2．把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端(图中左端)。
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(如下表)。
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。
5．断开开关，整理好器材。
四、数据处理
1．公式法
把测量的几组数据分别代入E＝U＋Ir中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E、r的值，最后对E、r分别求平均值作为测量结果。
2．图像法
(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点。
(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧。
(3)如图所示：
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图线的斜率大小表示r＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(ΔU,ΔI)))。
五、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图像时描点不准确。
2．系统误差：
(1)选择甲电路图：由于电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值I测比流过电源的电流I真要小一些，即I真＝I测＋IV。
当U越大时，IV越大，如乙图I测与I真的偏差就越大。
当电压表示数U＝0时，IV＝0，I真＝I测＝I短，因此短路电流测量值等于真实值。
所以从乙图中可以直观地比较出：E测