高中物理 2.9《实验:测定电池的电动势和内阻》精品教案 新人教版选修3-1
高中物理第2章第10节实验:测定电池的电动势和内阻教案新人教版选修3_1

10.实验:测定电池的电动势和内阻三维目标知识与技能1.了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。
2.学习用图象法处理实验数据。
过程与方法1.通过设计电路和选择仪器,开阔思路,激发兴趣;2.养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。
情感、态度与价值观1.使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯,严谨求实的态度和不断求索的精神;2.培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣;3.培养学生合作探究的团队意识。
教学重点掌握实验原理和方法,学会处理实验数据。
教学难点如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。
教学方法讨论法、启发法、分析归纳法,分组实验。
教具准备电流表、电压表、滑动变阻器、开关、旧两节电池、导线若干。
教学过程[新课导入]在闭合电路欧姆定律一节的例题中我们学习过一种利用闭合电路欧姆定律求电池电动势和内电阻的方法。
利用闭合电路欧姆,用哪些仪器、方法都可以测定电池的电动势和内阻呢?这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律,来测量电池的电动势和内阻。
[新课教学]一、实验原理要测出干电池的电动势和内电阻,你需要什么仪器,采用什么样的电路图,原理是什么?学生讨论后,可以得到多种实验方案。
主要有下面的四种方案。
1.伏安法用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量。
根据电压表和电流表所接位置的不同,原理电路有两种,如下图。
设电源电动势为E ,内阻为r ,路端电压为U ,回路中的总电流为I ,根据闭合电路欧姆定律有原理公式:E =U +Ir从理论上讲,如果能测出U 、I 的两组数据,就可以列出两个关于E 、r 的方程,于是能够从中解出E 和r 。
E =U 1+I 1rE =U 2+I 2r 解得:211221I U I U E I I -=-,1221U U r I I -=-。
2.欧安法用电流表、电阻箱测量。
原理电路如图所示。
根据闭合电路欧姆定律有原理公式:E =IR +Ir从理论上讲,如果能测出I 、R 的两组数据,就可以列出两个关于E 、r 的方程,于是能够从中解出E 和r 。
高中物理《实验:测定电池的电动势和内阻》教案

高中物理《实验:测定电池的电动势和内阻》教案【教学目的】1、了解电动势及其测量方法。
2、了解内阻与电池性能间的关系。
3、掌握测定电池电动势和内阻的实验方法。
【教学重点】电池电动势和内阻的测定方法。
【教学难点】内阻与电池性能间的关系。
【教学内容】一、电池电动势电动势是电池电能转化为化学能的能力。
它表示单位正电荷沿回路从负极移到正极是从电场中获得的能量。
电动势E=dW/dQ,其中 dW 是电池对电荷 Q 作用的元功,dQ 是沿回路移动的电荷数量的微积分元。
(一)测定电池电动势的公式1、用特制电桥称量。
2、电池电动势E = φk-φz,E表示标准电动势;φk表示工作电极电势;φz表示参比电极电势。
工作电极通常为测电池电动势的电极。
参比电极选用标准电极,它的电势不随温度、浓度等条件改变。
例如:铂-铂黑电极。
(二)实验步骤1、电动势测量方案的选择测量标准电池的电动势的选择方案是依据两大原则:尽可能满足快速精确的测量和减小实验的失误。
对于想要取得尽可能准确测试结果的固态电池,至少需要通过两条不同的路径去测试实验结果。
2、制作实验电池将量程桥臂的电阻和稳流电源所连振荡线圈与实验电池连接,稳流电源的连接极性要符合实验所用电池的大小。
3、电池电压的测量把量程电阻调节最大值(10MΩ)时,稳流电源的大小调至合适大小,然后将量程电阻调小直至失调,每次走0.1Ω,等到电桥中示数变为最小,电桥中所示的电压称为实验电池的电动势。
4、检测实验结果按照上述不同的实验原则测出二组数据,计算得到相似结果,我们可以表明实验结果是一致的。
5、实验记录和分析将实验数据和计算公式放在一起,得到最终的结果。
根据具体情况,分析实验结果,得出与电池电动势相关的结论。
二、内阻与电池性能内阻是充分浸润于固态电池的电解质。
它不仅与电极、电解质的特性有关,也与电池的设计和结构有关。
内阻的大小对电池的计量有重要意义。
(一)选用合适的电阻为了方便测试,我们可以通过用户指南来选择合适的电阻。
测定电池的电动势及内阻教学案

实验:测定电池的电动势和内阻一、教材分析“实验:测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第九节的内容,它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。
二、教学目标一、知识与技能1、理解闭合电路欧姆定律内容2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理,体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。
3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。
4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法,并通过设计电路和选择仪器,开阔思路,激发兴趣。
二、过程与方法1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。
2、学会利用图线处理数据的方法。
三、情感态度与价值观使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。
三、教学重点难点重点:利用图线处理数据难点:如何利用图线得到结论以及实验误差的分析四、学情分析1.知识基础分析:①掌握了闭合电路欧姆定律,会利用该定律列式求解相关问题。
②掌握了电流表、电压表的使用方法。
2.学习能力分析:①学生的观察、分析能力不断提高,能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。
②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。
五、教学方法实验法,讲解法六、课前准备1.学生的学习准备:预习学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
3.教学环境的设计和布置:两人一组,实验室内教学。
七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标回顾上节所学内容,引入新内容教师:上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律,那么此定律文字怎么述?公式怎么写?学生:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这就是闭合电路的欧姆定律。
高中物理《实验:测定电池的电动势和内阻》教案

高中物理《实验:测定电池的电动势和内阻》教案(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种类型的经典范文,如报告总结、合同协议、申报材料、规章制度、计划方案、条据书信、应急预案、心得体会、教学资料、其他范文等等,想了解不同范文格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!Moreover, our store provides various types of classic sample texts for everyone, such as report summaries, contract agreements, application materials, rules and regulations, planning schemes, doctrine letters, emergency plans, experiences, teaching materials, other sample texts, etc. If you want to learn about different sample formats and writing methods, please pay attention!高中物理《实验:测定电池的电动势和内阻》教案高中物理《实验:测定电池的电动势和内阻》教案作为一名教学工作者,编写教案是必不可少的,教案是教学活动的依据,有着重要的地位。
版高中物理一轮复习 实验9 测定电源的电动势和内阻精品学案 新人教版选修3-1

实验九 测定电源的电动势和内阻【考纲知识梳理】一、实验目的1. 测定电池的电动势和内电阻。
二、实验原理1、如图所示电路,只要改变外电路R 的阻值,测出两组I 、U 的数值,代人方程组: ⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=+=222111U r I E U r I E 就可以求出电动势E 和内阻r .或多测几组I 、U 数据,求出几组E 、r 值,最后分别算出它们的平均值. 此外还可以用作图法来处理实验数据,求出E 、r 的值.在标坐纸上,I 为横坐标,U 为纵坐标,测出几组U 、I 值,画出U —I图像,根据闭合电路的欧姆定律U=E —Ir ,可知U 是I 的一次函数,这个图像应该是一条直线.如图所示,这条直线跟纵轴的交点表示电源电动势,这条直线的斜率的绝对值,即为内阻r 的值。
2、电源的电动势和内阻的实验的技巧(1)前,变阻器滑片应使变阻器连入的阻值最大;要测出不少于6组I 、U 数据,且变化范围大些,用方程组求解时,1与4、2与5、3与6为一组,分别求出E 、r 的值再求平均值.(2)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).(3)I 图线时,要使较多的点落在直线上或使各点均匀落在直线的两侧,个别偏离较大的舍去不予考虑,以减少偶然误差.本实验由于干电池内阻较小,路端电压U 的变化也较小,这时画U —I 图线时纵轴的刻度可以不从零开始,但这时图线和横轴的交点不再是短路电流.(4)在大电流放电时极化现象较严重,电动势E 会明显下降,内阻r 会明显增大.故长时间放电不宜超过0.3A .因此,实验中不要将电流I 调得过大,读电表要快,每次读完立即断电。
(5)还可以改用一个电阻箱和一个电流表或一个电压表和一个电阻箱来测定.3、电源的电动势和内阻的误差分析:(1)读完电表示数没有立即断电,造成E 、r 变化;(2)路存在系统误差,I 真=I 测十I V 未考虑电压表的分流;(3)象法求E 、r 时作图不准确造成的偶然误差.三、实验器材待测电池,电压表( 0-3 V ),电流表(0-0.6A ),滑动变阻器(10Ω),电键,导线。
2019-2020年高中物理 2.9 实验:测量电池的电动势和内阻学案 新人教版选修3-1

2019-2020年高中物理 2.9 实验:测量电池的电动势和内阻学案新人教版选修3-1班级:姓名:组号:【自学目标】1.掌握实验电路、实验原理及试验方法。
2.学会用图像法处理实验数据。
【自学重难点】1.理解测定电动势和内电阻的原理,并掌握测量电动势和内电阻的几种方法。
2.实验数据的处理和实验误差分析。
【知识连接】1.闭合电路欧姆定律2.物理实验的学习方法和实验数据处理法(公式法和图像法)【导学求思】一、实验原理和方法1.用电流表、电压表和滑动变阻器测定电池的和(1)实验电路如图所示(2)实验原理:根据闭合电路欧姆定律:,改变外电路电阻,用电流表和电压表测出两组总电流、和路端电压、,即可得到两个欧姆定律方程和,解此方程组可得电源的电动势为,电源的内阻为(3)实验器材:(4)实验步骤:①按实验电路把器材连接好,注意选取适当的、的量程,②把滑动变阻器的滑片移到一端,使接入电路部分的电阻最大,③ 开关,调节滑动变阻器,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 数值并记录下来, ⑤断开开关,整理好器材,⑥根据测量的数据利用计算法或图像法求得和 (5)注意事项①为了使电池的路端电压变化明显,电池的 大一些好,②由于干电池在大电流放电时电动势会明显下降, 会明显增大,故实验中不能将电 流调得过大,且读数要快,读完后立即切断电源。
③两表应选择合适的量程,使测量时偏转角 ,以减小读数时的误差, ④尽量多测几组 的数据,且数据变化范围要大些。
2.和的其他测量电路 (1)用电阻箱和电流表测定 ①实验电路如图所示。
②实验原理:改变电阻箱的阻值,记录和,应用公式: (2)用电阻箱和电压表测定 ①实验电路图如图所示②实验原理:改变电阻箱的阻值,记录和,应用公式: 二、数据处理及误差分析1.按上面的实验步骤连接实验电路,改变滑动变阻器的值,可以得到若干组和的值, 利用、的值多求几组和的值,算出它们的平均值。
高中物理 2.9实验:测定电池的电动势和内阻教案 新人教版选修3-1(2篇)

2.9 实验:测定电池的电动势和内阻一、教材分析“实验:测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第九节的内容,它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。
二、教学目标一、知识与技能1、理解闭合电路欧姆定律内容2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理,体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。
3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。
4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法,并通过设计电路和选择仪器,开阔思路,激发兴趣。
二、过程与方法1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。
2、学会利用图线处理数据的方法。
三、情感态度与价值观使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。
三、教学重点难点重点:利用图线处理数据难点:如何利用图线得到结论以及实验误差的分析四、学情分析1.知识基础分析:①掌握了闭合电路欧姆定律,会利用该定律列式求解相关问题。
②掌握了电流表、电压表的使用方法。
2.学习能力分析:①学生的观察、分析能力不断提高,能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。
②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。
五、教学方法实验法,讲解法六、课前准备1.学生的学习准备:预习学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
3.教学环境的设计和布置:两人一组,实验室内教学。
七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标回顾上节所学内容,引入新内容教师:上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律,那么此定律文字怎么述?公式怎么写?学生:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这就是闭合电路的欧姆定律。
人教版高中物理选修3-1:测电源的电动势和内阻(教案)

测电源的电动势和内阻教案【教学目标】1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。
2、学习用图象法处理实验数据。
重点:掌握实验原理和方法,学会处理实验数据。
难点:掌握实验原理和方法,学会处理实验数据。
【自主预习】1.实验原理(三种方法):(1)选用伏安法测电源电动势与内电阻用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量。
如图1所示:测出两组_______值,就能算出电动势和内阻。
原理公式:_____________实验原理(1)是本节课的重点。
测出几组U,I数值,带入(1)式得到的方程两两组成方程组,可得到E,r值。
这种方法误差较大。
还可以多测出几组U,I值,然后在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,如图所示,直线与纵轴的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 o=E/r,因此可求的内电阻r=E/I o。
误差分析:E测E真r测r真(2)用安阻法测量。
如图2.6-2所示:测出两组_______值,就能算出电动势和内阻。
原理公式:_____ ________(3)用伏阻法测量。
如图2.6-3所示:测出两组_______值,就能算出电动势和内阻。
原理公式:____ _________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。
【典型例题】一、实验基本操作【例1】某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值为0~20 Ω,连接电路的实物图如图2-9-11所示.该学生接线中错误的和不规范的做法是( )A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表接线有错C .电压表量程选用不当D .电压表接线不妥 二、数据处理方法【例2】 下面是在测某电池的电动势和内阻的实验中记录的六组数据.请在直角坐标系中画出U —I 图,并根据图象算出待测电池的电动势和内阻.【例3】.某同学采用如图2-9-13所示的电路测定电源电动势和内阻,已知有干电池(电动势约为1.5 V ,内阻约2 Ω),电压表(0~3 V,3 k Ω),电流表(0~0.6A,1.0 Ω),滑动变阻器R 1(10 Ω,2 A)和R 2(100 Ω,0.1 A)各一只.(1)实验中滑动变阻器应选用________(选填“R 1”或“R 2”). (2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路.(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U —I 图象,由图可较准UI确地求出电源电动势E =______ V ;内阻r =________ Ω. 【课后练习】1.如图2-9-12所示是根据某次实验记录数据画出的U —I图象,下列关于这个图象的说法中正确的是( )A .纵轴截距表示待测电源的电动势,即E =3 VB .横轴截距表示短路电流,即I 短=0.6 AC .根据r =EI 短,计算出待测电源内阻为5 ΩD .根据r =|ΔU ΔI|,计算出待测电源内阻为1 Ω2.如图3所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I 的关系图象,下列说法中正确的是( )A .路端电压都为U 0时,它们的外电阻相等B .电流都是I 0时,两电源的内电压相等C .电源甲的电动势大于电源乙的电动势D .电源甲的内阻小于电源乙的内阻3.用图象法计算电动势和内电阻时,先要描点,就是在U —I 坐标系中描出与每组I 、U 值对应的点,以下说法中正确的是( )A .这些点应当准确地分布在一条直线上,即U —I 图线应通过每个点B .这些点应当基本上在一条直线上,由于偶然误差不能避免,所以U —I图线不可能通过每一个点C.不在U—I图线上的点应当大致均衡地分布在图线两侧D.个别偏离直线太远的点,应当舍去4.在测定电池的电动势和内电阻实验的实物连接图中(如图4),电流表和电压表的正接线柱都尚未连接,为了做这个实验,应该把( )A.电流表的正接线柱与c点相连B.电流表的正接线柱与b点相连C.电压表的正接线柱与a点相连D.电压表的正接线柱与c点相连5.用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中,下列注意事项中正确的是( ) A.应选用新的干电池作为被测电源,以使电压表示数的变化比较明显B.应选用内阻较小的电压表和电流表C.移动滑动变阻器的滑片时,不能使滑动变阻器短路,以免造成电流表过载D.根据实验记录的数据作U-I图象时,应通过尽可能多的点画一条直线,并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧6.在用图5所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中,若有两只电压表V1和V2量程相同,内阻R V1>R V2;两只电流表A1、A2量程相同,内阻R A1>R A2,在该实验中,为了使E、r的测量精确些,选择的电表可以是( )A.V1和A2B.V2和A2C.V2和A1D.V1和A17.下面给出的用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据处理方法中,既能减小偶然误差,又直观简便的方法是( )A .测出两组I 和U 数据,代入⎩⎪⎨⎪⎧E =U 1+I 1rE =U 2+I 2r方程组,求出E 和rB .测出多组I 和U 数据,代入方程求出几组E 和r ,最后求出平均值C .测出多组I 和U 数据,画出U —I 图象,根据图象求出E 和rD .测出多组I 和U 数据,分别求出I 和U 的平均值,然后代入公式求出E和r8.如图6所示,已知R 1=R 2=R 3=1 Ω.当开关S 闭合后,电压表的读数为1 V ;当开关S 断开后,电压表的读数为0.8 V ,则电池的电动势等于( )A .1 VB .1.2 VC .2 VD .4 V9.如图7所示是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内电阻的实验所用器材,用实线将它们连成实验电路.10.利用伏安法测量干电池的电动势和内电阻,现有的器材为干电池:电动势约1.5 V ,符号电压表:量程1 V ,内阻998.3 Ω,符号 V 电流表:量程1 A ,符号 A滑动变阻器:最大阻值10 Ω,符号电阻箱:最大阻值99 999.9 Ω,符号单刀单掷开关1个,符号导线若干(1)设计测量电源电动势和内电阻的电路并将它画在指定的方框内.要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负.(2)为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的__________倍,电阻箱的阻值应为__________ Ω.答案:例1. 答案AD解析实物图中,滑动变阻器的两个固定端被接入电路,滑片移动时,变阻器不起变阻作用,选A项.电流表和电压表只允许从电表的正接线柱流入,负接线柱流出,故图中电压表接线错误,电流表接线正确.故选D项,不选B项.一节干电池的电动势为1.5 V,电压表选用0~3 V量程是正确的,故不选C项.图中电压表直接和电池并联,即使开关断开,电压表仍有示数,开关不能控制整个电路,从这个角度看出应选D项.例2. 答案图象见解析图 1.46 V 0.72 Ω解析建立坐标系,利用描点法画出U—I图象,如图所示.第四个点明显偏离,可见误差太大,应舍去.直线与纵轴的交点坐标即为电源的电动势E=1.46 V.由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir,将直线上的点(1.10,0.50)的坐标U=1.10 V,I=0.50A 代入得内阻r =0.72 Ω.例3.答案 (1)R 1 (2)见解析图 (3)1.48(1.47~1.49均正确) 1.79(1.78~1.90均正确)解析 (1)电路中最大电流I =E r=1.5 V 2 Ω=0.75 A .R 2的额定电流小于0.75 A ,同时R 2阻值远大于电源内阻r ,不便于调节,所以变阻器用R 1.(2)如下图所示.(3)将图线延长,交于纵轴,则纵截距即为电动势E =1.48 V(1.47~1.49 V 均正确)r =ΔU ΔI,可得r =1.79 Ω(1.78~1.90 Ω均正确)课后练习 1. 答案 AD 2.答案 AC 3.答案 BCD解析 用描点法画图象时,应使这些点基本在一条直线上,且大致均衡地分布在图线两侧,个别偏离直线太远的点是由于偶然误差造成的,应当舍去.4. 答案CD5.答案AC6.答案 C7.答案AD解析首先分析该电路的误差来源,此种接入电路的方法来源于电压表分流,即所测得的电流为不准确值(不是干路电流),所以应尽可能避免电压表分流,应选大阻值电压表.8.答案 C解析开关闭合时,R总=r+R1+R2R3R2+R3=r+1.5将I=UR1=1 A代入公式得E=r+1.5①开关断开时,R总′=r+R1+R3=r+2将I′=U′R1=0.8 A代入公式得E=0.8r+1.6②解之得E=2 V,r=0.5 Ω9. 答案见解析图解析本题考查实验电路的实物连线.首先画出实验电路图如右图所示.因为待测电源电动势约为3 V,所以电压表选用0~3 V的量程;干电池的允许电流一般在0.5 A 左右,所以电流表应选用0~0.6 A的量程;注意开关闭合前,要使变阻器接入电路的阻值尽量大些,保护电流表以防烧毁.电压表不要直接接在电源的两极上,要受开关的控制,实物连接图如下图所示.10. 答案 (1)见解析图 (2)2 998.3解析 (1)因电源电动势约为1.5 V ,而电压表量程为1 V ,故电压表需串联电阻箱扩大量程;因电源内电阻一般较小,为减小实验误差,电路采用电压表扩大量程后直接跨接在电源两端,即电流表外接法,电路如下图所示.(2)因电源电动势约为1.5 V ,故电压表量程扩大为原量程的2 倍,即量程为2 V 为宜.设电压表串联电阻为R ,则211998.3V U U R U R '--==Ω=998.3 Ω。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
选修3-1
第二章 2.9 实验:测定电池的电动势和内阻
一、教材分析
“实验:测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第九节的内容,它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。
二、教学目标
一、知识与技能
1、理解闭合电路欧姆定律内容
2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理,体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。
3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。
4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法,并通过设计电路和选择仪器,开阔
思路,激发兴趣。
二、过程与方法
1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。
2、学会利用图线处理数据的方法。
三、情感态度与价值观
使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。
三、教学重点难点
重点:利用图线处理数据
难点:如何利用图线得到结论以及实验误差的分析
四、学情分析
1.知识基础分析:
①掌握了闭合电路欧姆定律,会利用该定律列式求解相关问题。
②掌握了电流表、电压表的使用方法。
2.学习能力分析:
①学生的观察、分析能力不断提高,能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。
②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。
五、教学方法
实验法,讲解法
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
3.教学环境的设计和布置:两人一组,实验室内教学。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
回顾上节所学内容,引入新内容
教师:上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律,那么此定律文字怎么述?公式怎么写?
学生:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这就是闭合电路的欧姆定律。
提出问题:现在有一个干电池,要想测出其电动势和内电阻,你需要什么仪器,采用什么样的电路图,原理是什么?
学生讨论后,得到的大致答案为:由前面的闭合电路欧姆定律I=E/(r+R)可知E=I(R+r),或E=U+Ir,只需测出几组相应的数值便可得到,可以采用以下的电路图:
这几种方法均可测量,今天我们这节课选择用测量的这一种。
(三)合作探究、精讲点播
1.实验原理:闭合电路欧姆定律E=U+Ir
2.实验器材:
学生回答:测路端电压;测干路电流,即过电源的电流。
需测量的是一节干电池,电动势约为1.5V,内电阻大约为零点几欧。
电流表、电压表及滑动变阻器的规格要根据实验的具体需要来确定,看看我们用到的电路图里面、各需测的是什么?
提出问题:选用电路图时,还可将接在外面,原则上也是可以的,那么我们在做实验时是否两个都可以,还是哪一个更好?为什么?
学生回答:两种方式测量都会带来误差。
采用图1 示数准确示数偏小
采用图2 示数准确示数偏小
选用哪种方式,要根据实际测量的需要确定,现在要想测出电源的内阻,如果采用图2方式,最后得到的结果相当于电源内阻与电流表内阻的总和,而两者相差又不太多,这样一来误差就会比较大,所以应采用图1的电路图。
明确各仪器的规格:
电流表0~0.6A量程,电压表0~3V量程。
滑动变阻器0~50Ω。
此外,开关一个,导线若干。
3.数据处理:
原则上,利用两组数据便可得到结果,但这样做误差会比较大,为此,我们可以多测几组求平均,也可以将数据描在图上,利用图线解决问题。
明确:
①图线的纵坐标是路端电压,它反映的是:当电流I增大时,路端电压U将随之减小,U与I 成线性关系,U=E—Ir。
也就是说它所反映的是电源的性质,所以也叫电源的外特性曲线。
②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组数据,画在图上拟合出一条直线。
要求:使多数点落在直线上,并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等,这样,可使偶然误差得到部分抵消,从而提高精确度。
讨论:将图线延长,与横纵轴的交点各代表什么情况?
归纳:将图线两侧延长,分别交轴与A、B点。
A点意味着开路情况,它的纵轴截距就是电源电动势E。
说明:
①A、B两点均是无法用实验实际测到的,是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。
②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,可以将纵轴的坐标不从零开始,计算r时选取直线上相距较远的两点求得。
4.误差分析:
实验中的误差属于系统误差,请同学们进一步讨论,得到的数值是偏大还是偏小?(提示:利用图线及合理的推理)
可以请几位同学发言,最后得到结论。
因为电压表的分流作用
所以 I真=I测+Iv
即(I真—I测)↑,
反映在图线上:
当 U=0时,Iv→0 I→I真
故 r真>r测 E真>E测
5.布置作业:
认真看书,写好实验报告。
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
(课堂实录)
(五)发导学案、布置预习。
九、板书设计
一、实验原理:
二、实验步骤:
三、数据处理:
计算:
图像:
四、误差分析:
十、教学反思:本节课重在数据处理、误差分析。