物理：2.9《实验：测定电池的电动势和内阻》课件(新人教版选修3-1)

高中物理新人教版选修-系列课件,第二章恒定电流,第九节实验：测定电池的电动势和内阻,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。教学重点利用图线处理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工具电池，电压表，电流表，滑线变阻器，开关，导线教学方法实验法，讲解法,一、实验原理,1、U-I法：E=U+Ir,2、I-R法：E=IR+Ir,1、电路选择及误差分析,一般采用甲图电路误差较小,甲图：误差来源于电压表的分流作用,乙图：误差来源于电流表的分压作用,二、U-I法电路和器材的选择,适宜测小内阻电源,适宜测大内阻电源,2、器材选择：,安培表：,00.6A,伏特表：,03V,滑动变阻器：,阻值较小的,最大阻值1020,被测干电池：内阻较大,电键和导线,1、按原理图连接实物图,三、实验步骤,2、把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大,3、闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样的方法测量并记录几组U,I值,4、断开电键,整理好器材,方法一:公式法,改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值.,四、数据处理,E,I短,方法二:图象法,在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U，I值画出UI图像.,E,E等于U轴截距,r等于直线的斜率的绝对值,五、注意事项,1、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处.,2、使用内阻较大一些的旧电池.在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.,3、要测出6组I、U数据，且变化范围要大一些.,4、画U-I图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.,5、画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当的值开始(但横坐标必须从0开始)这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.,设计测E、r的其它方法及误差分析,I-R法：,六、实验设计,U-R法：,例:有两只电压表A和B，量程已知，内阻不知等于多少；另有一节干电池，它的内阻不能忽略，但不知等于多少；只用这两只电压表，电键和一些连接用导线，能通过测量计算出这个电池的电动势(已知电动势不超过电压表的量程).(1)画出你测量时所用的电路图;(2)以测量的量作为已知量，导出电动势的式子.,解(1)电路如图所示：,(2)闭合S2：,断开S2：,由上两式可得：,如果已知电压表的内阻，还可测r=?,1、用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是()A应选用旧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移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D根据实验记录的数据作U一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,例题,B,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，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是（）A测出两组I、U的数据，代人方程组：EU1十I1r和EU2十I2r，求出E和rB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UI图象，再根据图象求E、rD多测出几组I、U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。,C,3、测量电源B的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5）,器材：量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表（具有一定内阻）、固定电阻R=4、电键K、滑线变阻器R、导线若干要求：画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出）实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1，当电流表读数为I