测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻选修 3-1第二29 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、理解测定电的电动势和内阻的基本原理，体验测定电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： 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。 掌握了电流表、电压表的使用方法。 2学习能力分析： 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。 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、前准备1学生的学习准备：预习学案。2教师的教学准备：多媒体制作，前预习学案，内探究学案，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、时安排：1 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： 上堂我们学习了闭合电路的欧姆定律，那么此定律字怎么述？公式怎么写？学生： 闭合电路中的电流跟电的电动势成正比，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（Rr） ，或 E=UIr，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=UIr2 实验器材：学生回答： 测路端电压； 测干路电流，即过电的电流。需测量的是一节干电池，电动势约为 1V，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，现在要想测出电的内阻，如果采用图 2 方式，最后得到的结果相当于电内阻与电流表内阻的总和，而两者相差又不太多，这样一误差就会比较大，所以应采用图 1 的电路图。明确各仪器的规格：电流表 006A 量程，电压表 03V 量程。滑动变阻器 00。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：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=EIr。也就是说它所反映的是电的性质，所以也叫电的外特性曲线。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 UI 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，Iv0 II 真故 r 真r 测 E 真E 测布置作业：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。 （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：本节重在数据处理、误差分析。学校：临清三中 学科：物理 编写人：孙风武 审稿人：盛淑贞多用电表学案前预习学案一、预习目标学习测量电电动势和内阻的方法,掌握科学测量的主要步骤。二、预习内容一、实验目的 测定电的_。 二、实验原理 1、图 26-1 中，电电动势 E、内电阻 r，与路端电压 U、电流 I 的关系可写为E=_。 （1）2、图 26-2 中，电电动势 E、内电阻 r、电流 I、电阻 R 的关系可写为E=_。 （2）3、图 26-3 中电 E、内电阻 r、路端电压 U、电阻 R 的关系可写为E=_。 （3）E r R E r R 图 26-2 图 26-3 实验原理 1 是本节的重点。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 26-4 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=E/r，因此可求的内电阻 r=E/I。 三、实验器材 _ 、_、_、_、开关、导线。 三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容 内探究学案一、学习目标学会科学处理实验数据的方法，有公式法和图像法。学习重难点：图像法计算 E、r。二、学习过程实验步骤 1 连接电路。如图 26-1 所示。电流表取 06A 量程，电压表 I I/A 取 3V 量程，移动触头位置使连入电路中的有效阻值_。 图 26-4 2 测几组（I，U）值。闭合电键，移动变阻器触头位置，使电流有明显示数，记下一组（I，U）值，断开电键。用同样方法，多次移动变阻器触头位置，记录多组（I，U）值，然后断开电键。3 建立坐标系、描点。纵轴表示_,横轴表示_,取合适的标度，使所描坐标点分布绝大部分坐标纸，必要时纵坐标可以_。4 据描出的坐标点作出 U-I 图像。应使图象尽量多的通过描出的点，不在图象上的点要尽量对称的分布于图线两侧，误差很大，应坚决舍弃。测算电动势和内电阻。准确读出 U-I 图线与纵轴和横轴的交点坐标，并带入 U=E-Ir 中，算出 E=?r=?【典型例题】用电流表和电压表测定电池的电动势 E 和内电阻 r，所用的电路如图 26-所示，一位同学测得六组数据如下表中所示。 组别 I(A) U(V)1 012 137 2 020 1323 031 1244 032 11800 1106 07 10(1)试根据这些数据在图 26-6 中作出 U-I 图线。 （2）根据图线得出电池的电动势 E=_V,电池的内电阻 r= _ 。 （3）若不作出图线，只选用其中两组 U 和 I 数据， 可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r 算出 E 和 r，这样做可能得出误差很大的结果，选用第_组和第 _组的数据，求得 E 和 r 误差最大。 （三）反思总结误差分析是难点(四)当堂检测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 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测出多组 I，U 的数据，画出 UI 图像，再根据图像求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 r3 现有器材：量程为 100A、内阻约 30 -40 的电流表一个，定值电阻 R1=10 ，定值电阻 R2=100 ，单刀单掷开关 S，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约 1V）的电动势。（1）按要求在实物图上连线。（2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为 E= ，式中各直接测得量的意义是： 后练习与提高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、EaEb，rarb B、EaEb，rarb 、EaEb，rarb D、EaEb，rarb2 在图所示的电路中，R1、R2 为标准电阻，测定电电动势和内电阻时，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 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 1V、内电阻大约为 10 ） 电压表 V（01V） 电流表 A（006A、内阻 01 ） 电流表 G（满偏电流 3A、内阻 Rg=10 ） 滑动变阻器 R1（010 、10A） 滑动变阻器 R2（0100 、1A） 定值电阻 R3=990 开关、导线若干 为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_（填写字母代号） ； 请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号。(3) 上图为某一同学根据他设计的实验，绘出的 I1I2图线（I1 为电流表 G 的示数，I2 为电流表 A 的示数） ，由图线可求得被测电池的电动势 E =_V，内电阻 r =_ 。4 在测定一节干电池(电动势约为 1V，内阻约为 2)的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A 电压表量程为 1V，B 电压表量程为 3V，A 变阻器为(20，3A)，B 变阻器为(00，02A)。电压表应该选_(填 A 或 B)，这是因_；变阻器应该选_(填 A 或 B)，这是因_