测量电源电动势和内阻

1、测量电源电动势和内阻教案及教学设计学 科： 物 理 年 级： 高 三 课 型： 复 习 课 授课内容： 测量电源电动势和内阻 授课教师： 朱 芸 2013年12月18日测量电源电动势和内阻教案及教学设计贵阳一中 朱芸教学课题测量电源电动势和内阻任务分析普通高中物理课程标准中“对学生科学探究及物理实验能力的基本要求”，有以下要求：1、提出问题能发现与物理学有关的问题，从物理学的角度较明确地表述这些问题，认识发现问题和提出问题的意义2、猜想与假设对解决问题的方式和问题的答案提出假设，对物理实验结果进行预测，认识猜想与假设的重要性。3、制定计划与设计实验知道实验目的和已有条件，制定实验方案，尝试选择

2、实验方法及所需要的装置与器材，考虑实验的变量及其控制方法，认识制定计划的作用。4、进行数据与收集证据用多种方式收集数据，按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器，如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义，具有安全操作的意识，认识科学收集实验数据的重要性。5、分析与论证对实验数据进行分析处理，尝试根据实验现象和数据得出结论，对实验结果进行解释和描述，认识在实验中进行分析论证是很重要的。6、评估尝试分析假设与实验结果间的差异，注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题，吸取经验教训，改进探究方案，认识评估的意义。7、交流与合作能写出实验探究报告，在合作中注意既坚持原则又尊重他人，有合作精神，认

3、识交流与合作的重要性。重点难点1、分析两种电路图误差来源2、明确测量值与真实值间差异学情分析该实验为高考考纲要求实验，也是历年高考热点考察实验，但是学生在做题时，往往无法把握变式后的题型，其主要原因在于学生对该实验的实验目的不明确，不能作出正确的实验电路图，不清楚两种测量电路图的误差分析，而导致不能正确分析试题，本节课的重点就集中在帮助学生认清实验原理，对两种电路图正确进行误差分析，明确两者的区别，并在此基础上拓展，以便切实提高学生在该实验部分的学习力。课时目标1、明确实验目的2、明确误差来源3、由误差分析区别两种电路图的异同课时安排1课时教学程序设计教学步骤教 学 过 程设计思路知识回顾完善

4、实验过程激发思考教师总结创设情景激发思考类比分析课后思考【提问1】在我们所学知识中，哪个原理可以帮助我们求解电源电动势和内阻？闭合电路欧姆定律：说明：1、明确各物理意义：E为电源电动势，U为路端电压，I为干路电流，r为电源内阻。2、分别带入两组U、I，则解方程求的E和r。3、该方程是二元一次方程，只能求解两个未知量，若回路中还含有其他未知量，则该方程无法进行求解。【提问2】现在我们是打算在实验中测得电源电动势，应用原理就是闭合电路欧姆定律，请问如何获得U1、I1、U2、I2？试思考需要用到哪些实验仪器？ 利用电压表测U，利用电流表测I，滑动变阻器R，待测电源，开关一个，导线若干。现在请各位同学

5、以学习小组为单位，利用刚才所提到的仪器，设计一个电路可以测量电源的电动势和内阻。 电压表测U，电流表测I，调节滑动变阻器R多次测量，代入U1、I1、U2、I2，解二元一次方程，即可解得E和r。 最后进行误差分析【学生活动】【思考】1、如果两个表都是理想表，请问两种电路测得结果是否一样？2、如果不是理想表，两种方法有何区别？系统误差产生于何处？3、误差导致测量值与真实值间有何偏差？请小组代表就刚才思考问题进行回答，有不恰当处或有待完善之处请同组成员补充，也可请其他小组补充、修正。【教师分析】 【引导一】 根据误差来源分析：图1误差源自于电流表不是干路电流，则真正用于计算电动势和内阻的表达式为：；

6、 图2误差源自于电压表不是路端电压，则真正用于计算电动势和内阻的表达式为：。 式中、为真实值，可以利用解二元一次方程组的方法，求出、，对比E、r，则可明确测量值与真实值间差异。（此处只做引导思考，不做演算）【引导二】上述方法可行，但复杂、不易算，能不能有更简便的思路来进行误差分析？（提示：等效电源）图1分析其中等效电源电动势E等和内阻为r等： E等 = E真 r等 = 结论： E测 = E等 E真r测 = r等 r真图2分析其中等效电源电动势E等和内阻为r等： E等 = E真 r等 = 结论： E测 = E等 = E真r测 = r等 r真两个实验电路图都存在系统误差，但是在图2中得到的内阻r，

7、其相对误差大，因此在教材中以图1作为测量电路图。【扩展思考】 若在图1中没有电流表怎么办？或者图2中没有电压表怎么办？另有定值电阻、电阻箱可供选择。【学生活动】就扩展思考题，学生以学习小组为单位展开讨论，后小组代表回答，其他小组进行补充、修正。【引导】以图1缺少电流表为例目标：用已有仪器构建电流表思路：能够知道电流的仪器都可以用作电流表。方法：1、已知阻值的电阻在已知电压情况下，可等效一个电流表 2、已知内阻的电压表也可等效为一个电流表（为了多次测量的目的，一般选择电阻箱，作为已知电阻等效电流表）类比：若缺少电压表时，用已有仪器构建电压表，同理，已知阻值的电阻和已知内阻的电流表都可以构建电压表。V创新电路图E测 = E等 E真r测 = r等 r真AE测 = E等 = E真r测 = r等 r真【课后思考】1、还可以用图像法求的电动势和内阻？方法如何？2、图像中横、纵坐标的物理意义如何？用什么表示E和r？3、图像法中如何表示测量值与真实值间偏差？4、若可用仪器中只有定值电阻，还可以用哪些方法求得E和r？明确实验目的和实验原理明确