10 实验：测定电池的电动势和内阻
[学科素养与目标要求]
物理观念：知道测定电池的电动势和内阻的实验原理：闭合电路的欧姆定律．
科学探究：1.根据“伏安法”测定电池电动势和内阻的原理，会选用实验器材、正确连接电路、规范实验操作.2.能进行分组、自主合作探究，并对信息进行数据处理．
科学思维：1.会设计测定电池电动势和内阻的“伏安法”、“伏阻法”、“安阻法”的电路图.2.体会图象法处理数据的优点，体会“化曲为直”的思想方法．
一、测定电池电动势和内阻的实验方案设计
1．伏安法：由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表，电路图如图1所示．
图1
2.安阻法：由E＝IR＋Ir可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材有电池、开关、电阻箱、电流表，电路图如图2所示．
图2
3.伏阻法：由E＝U＋r知，如果能得到U、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材是电池、开关、电阻箱、电压表，电路图如图3所示．
图3
二、实验操作与实验数据的处理
1．实验步骤(以伏安法为例)
(1)电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按实验原理图连接好电路．
(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路中的阻值最大．
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)．用同样的方法测量几组I、U值．
(4)断开开关，整理好器材．
(5)处理数据，用公式法或图象法求出电池的电动势和内阻．
2．实验数据的处理
(1)公式法
依次记录的多组数据(一般6组)如表所示：
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实验序号
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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I/A
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I1
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I2
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I3
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I4
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I5
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I6
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U/V
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U1
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U2
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U3
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U4
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U5
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U6
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分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值作为测量结果．
E＝，r＝.
(2)图象法
①根据多次测出的U、I值，作U－I图象；
②将图线两侧延长，纵轴截距的数值就是电池电动势E；
③横轴截距(路端电压U＝0)的数值就是短路电流；
④图线斜率的绝对值等于电池的内阻r，即r＝＝，如图4所示．
