人教版新课标物理选修3-1210实验：测定电池的电动势和内阻

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教学目标 一、知识与技能一、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

2、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。 教学重点教学重点 利用图线处理数据 教学难点教学难点 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 教学方法教学方法 实验法，讲解法一、实验原理一、实验原理1、U-I法法：E=U+IrrIUErIUE2211+=+=2112211221IIUUrIIUIUIE=2、I-R法法：E=IR+Ir3、U-R法法：rRUU+E=1、电路选择、电路选择及误差分析及误差分析AVS甲RAVS乙RvvREEErR=+测vvR

3、 rrrRr=+测EE=测Arr Rr= +测一般采用一般采用甲图甲图电路误差较小电路误差较小甲图：甲图：误差来源于电压表的分流作用误差来源于电压表的分流作用乙图：乙图：误差来源于电流表的分压作用误差来源于电流表的分压作用二、二、U- -I法法电路和器材的选择电路和器材的选择适宜测适宜测小小内阻电源内阻电源适宜测适宜测大大内阻电源内阻电源2、器材选择：、器材选择：安培表：安培表：00.6A伏特表：伏特表：03V滑动变阻器：滑动变阻器：阻值较小的阻值较小的,最大阻值最大阻值1020被测干电池：内阻较大被测干电池：内阻较大电键和导线电键和导线1、按原理图、按原理图连接实物图连接实物图AVS甲甲R三

4、、实验步骤三、实验步骤2、把变阻器的、把变阻器的滑片移到一端滑片移到一端使其阻值最大使其阻值最大3、闭合电键、闭合电键,调节变阻器调节变阻器,使电流表的使电流表的读数有明显示数读数有明显示数,记录一组电流表和电记录一组电流表和电压表的示数压表的示数,用同样的方法测量并记录用同样的方法测量并记录几组几组U,I值值4、断开电键、断开电键,整理好器材整理好器材方法一方法一: :公式法公式法改变改变R的阻值，从电流表和电压表中读的阻值，从电流表和电压表中读取两组取两组I、U的值，代入方程组联立求解，的值，代入方程组联立求解，多测量几次多测量几次I、U的值，算出的值，算出E、r取平均值取平均值. 四、数

5、据处理四、数据处理rIUErIUE2211+=+=2112211221IIUUrIIUIUIE=E EI I短短方法二方法二: :图象法图象法在坐标纸上以在坐标纸上以I为横坐标，为横坐标，U为纵坐标，用测出几组为纵坐标，用测出几组的的U，I值画出值画出UI图像图像.UrkI=EIr=短短EE等于等于U轴截距轴截距r等于直线的等于直线的斜率的绝对值斜率的绝对值五、注意事项五、注意事项1、本实验在电键闭合前，变阻器滑、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于片应置于阻值最大位置处阻值最大位置处.2、使用内阻较大一些的旧电池、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，每次在实验中不要将电流

6、调得太大，每次读完数后立即断电读完数后立即断电，以免使电动势和，以免使电动势和内阻发生变化内阻发生变化.3、要、要测出测出6组组I、U数据数据，且变化范围，且变化范围要大一些要大一些.4、画画U- -I图线图线时，应使时，应使图线通过尽可图线通过尽可能多的点能多的点，并使不在直线上的点均匀，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去远的点可舍去.5、画、画U- -I 图线时，图线时，纵轴的刻度纵轴的刻度可以不可以不从零开始从零开始,而是根据测得的数据而是根据测得的数据从某一从某一恰当的值开始恰当的值开始(但但横坐标必须从横坐标必须从0开始

7、开始)这时图线与横轴的交点不再是短路电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图线的斜率的绝对值仍为内阻r.设计测设计测E、r的其它方法及误差分析的其它方法及误差分析I- -R法法：R1AR2K1K2ARKEE=测ArrRr=+测六、实验设计六、实验设计U- -R法法：VRKK2R1VR2K1EE测rr测例例:有两只电压表有两只电压表A和和B，量程已知，内，量程已知，内阻不知等于多少；另有一节干电池，它阻不知等于多少；另有一节干电池，它的内阻不能忽略，但不知等于多少；只的内阻不能忽略，但不知等于多少；只用这两

8、只电压表，电键和一些连接用导用这两只电压表，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线，能通过测量计算出这个电池的电动势势(已知电动势不超过电压表的量程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，导出电动势以测量的量作为已知量，导出电动势的式子的式子.解解(1)电路如图所示：电路如图所示：(2)闭合闭合S2：rRUUEV+=111断开断开S S2 2：rRUUUEV+=1121由上两式可得：由上两式可得：1121UUUUE=如果已知电压表的内阻，还可测如果已知电压表的内阻，还可测r=?1 1、用伏安法测电池的电

9、动势和内电阻的实验中，、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下列注意事项中错误的是 ( )( ) A A应选用旧的干电池作为被测电源，以使电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压表示数的变化比较明显 B B应选用内阻较小的电压表和电流表应选用内阻较小的电压表和电流表 C C移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器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短路造成电流表过载 D D根据实验记录的数据作根据实验记录的数据作U U一一I I图象时，应通图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的

10、点大致均匀分布在直线两侧的点大致均匀分布在直线两侧例题例题B2、下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数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、简便的据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是方法是 （ ） A A测出两组测出两组I I、U U的数据，代人方程组：的数据，代人方程组：E EU U1 1十十I I1 1r r和和E EU U2 2十十I I2 2r r，求出，求出E E和和r rB B多测几组多测几组I I、U U的数据，求出几组的数据，求出几组E E、r r，最后分别求，最后分别求出其平均值出其平均值C C测出多组测

11、出多组I I、U U的数据，画出的数据，画出U UI I图象，再根据图象图象，再根据图象求求E E、r rD D多测出几组多测出几组I I、U U数据，分别求出数据，分别求出I I和和U U的平均值，用的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势电压表测出断路时的路端电压即为电动势E E，再用闭合，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻。电路欧姆定律求出内电阻。C3 3、测量电源、测量电源B B的电动势的电动势E E及电阻及电阻r r（E E约为约为4.5V4.5V，r r约为约为1.51.5） 器材：量程器材：量程3V3V的理想电压表、量程的理想电压表、量程0.5A0.5A的电流表（具有一定内的电流表（具有一定内 阻）、固定电阻阻）、固定电阻R=4R=4、电键、电键K K、滑线变阻器、滑线变阻器RR、导线若干、导线若干要求：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）号或字母标出） 实验中，当电流表读数为实验中，当电流表读数为I I1 1时，电压表读数为时，电压表读数为U U1 1，当电，当电 流表读数为流表读数为I I2 2时，电压表读数为时，电压表读数为U U2 2，则可以求出则可以求出E= _E= _ r= _