云南省德宏州潞西市芒市中学高中物理 2.9 实验：测定电池的电动势和内阻教案 新人教版选修31.doc

1 云南省德宏州潞西市芒市中学云南省德宏州潞西市芒市中学 2014 20152014 2015 学年高中物理学年高中物理 2 92 9 实验 实验 测定电池的电动势和内阻教案测定电池的电动势和内阻教案 新人教版选修新人教版选修 3 13 1 一 内容及解析一 内容及解析 1 内容 用实验的方法测定电源的电动势和内阻 2 解析 利用图线处理数据 二 目标及其解析二 目标及其解析 1 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 2 学会利用图线处理数据的方法 3 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 教学问题诊断分析三 教学问题诊断分析 如何利用图线得到结论以及实验误差的分析 四 教学支持条件分析四 教学支持条件分析 电流表 电压表 滑动变阻器 开关 两节电池 电池盒 一小电阻 可充当电源内阻 导线若干 五 教学过程设计五 教学过程设计 一 引入新课 一 引入新课 问题问题 1 1 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 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 二 主要教学过程 二 主要教学过程 1 实验原理 闭合电路欧姆定律 e u ir 2 实验器材 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 问题问题 2 2 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 问题问题 3 3 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 示数偏大 2 采用图 2 示数准确 示数偏小 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 图线的纵坐标是路端电压 它反映的是 当电流强度 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 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 点意味着断路情况 它的纵轴截距就是电源电动势 e 说明 a 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 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 六 目标检测六 目标检测 1 闭合电路欧姆定律的内容是怎样的 3 2 测定电源的电动势和内电阻的实验原来就是闭合电路欧姆定律 对于一个给定的电池 电 动势和内电阻是一定的 由闭合电路欧姆定律可以写出电源电动势 e 内电阻 r 与路端电压 u 电流 i 的关系式 为 根据这个关系式 你可以利用哪些实验器材来测 定电源的电动势 e 和内电阻 r 画出实验电路图 3 根据闭合电路欧姆定律 可以写出电源电动势 e 内电阻 r 与电路电流 i 电路外电 阻 r 的关系式 为 根据这个关系式 你可以利用哪些实验器材来测定电 源的电动势 e 和内电阻 r 画出实验电路图 4 根据闭合电路欧姆定律 可以写出电源电动势 e 内电阻 r 与路端电压 u 电路外电 阻 r 的关系式 为 根据这个关系式 你可以利用哪些实验器材来测定电 源的电动势 e 和内电阻 r 画出实验电路图 设计意图 设计意图 检测目标完成情况 a a 组题组题 1 在 测定电池的电动势和内电阻 的实验中 待测电池 开关和导线配合下列哪些仪器 可以达到测定目的 a 一只电流表和一只滑动变阻器 b 一只电流表和一只电压表 c 一只电流表和一只电阻箱 d 一只电压表和一只电阻箱 2 下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法 其中既减小偶然误差 又 直观 简便的方法是 a 测出两组 i u 的数据 代入方程组 e u1 i1r 和 e u2 i2r 中 即可求出 e 和 r b 多测几组 i u 的数据 求出几组 e r 最后分别求出其平均值 c 测出多组 i u 的数据 画出 u i 图像 再根据图像求 e r d 多测出几组 i u 数据 分别求出 i 和 u 的平均值 用电压表测出开路时的路端 电压即为电压势 e 再用闭合电路欧姆定律求出内电阻 r 设计意图设计意图 对学生进行基础知识练习 b b 组题组题 1 用电压表 电流表测定 a b 两节干电池的电动势 ea eb和内电阻 ra rb时 画出的 图线如图所示 则 a ea eb ra rbb ea eb ra rb c earbd ea eb ra rb 2 在图所示的电路中 r1 r2为标准电阻 测定电源电动势和内电阻 时 如果偶然误差可以忽略不计 则电动势的测量值 真实值 内电阻的测量值 真实值 测量误差产生的原因是 3 如图所示 r 为电阻箱 为理想电压表 当电阻箱读数为 r1 2 时 电压表读数为 v u1 4v 当电阻箱读数为 r2 5 时 电压表读数为 u2 5v 求 1 电源的电动势 e 和内阻 r 2 当电阻箱 r 读数为多少时 电源的输出功率最大 最大值 pm为多少 4 设计意图 设计意图 提高学生对基础知识的学习 c c 组题组题 1 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中 备有下列器材 干电池e 电动势约为 1 5v 内电阻大约为 1 0 电压表 v 0 15v 电流表 a 0 0 6a 内阻 0 1 电流表 g 满偏电流 3ma 内阻rg 10 滑动变阻器r1 0 10 10a 滑动变阻器r2 0 100 1a 定值电阻r3 990 开关 导线若干 1 为了方便且能较准确地进行测量 其中应选用的滑动变