【教学方案】《实验测定电池的电动势和内阻》（人教版）

《实验：测定电池的电动势和内阻》♦教材分析♦教材分析♦教材分析♦教材分析⑵通过对实验数据的收集处理，学会用“代数法”和“图像法”分析处理实验数据。⑶培养用数学方法处理物理问题、发现物理规律的能力。，一一、♦教学目标1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。2、学习用图象法处理实验数据。【过程与方法目标】通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。【情感态度价值观目标】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探索的精神，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。♦教学重难点.L我十里马，掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。【教学难点】用图象法处理实验数据。♦课前准备I.——，上流表(0〜0.6A)、电压表(0〜3V)各一个，滑动变阻器一个,开关一个，导线若干。♦教学过程>教师：我们已经学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出有关的公式。学生：回忆并写出闭合电路欧姆定律公式。教师：这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律，来测量电池的电动势和内阻。(二)新课教学

1、实验原理实验的原理是闭合电路欧姆定律，其方法有：⑴公式法：如图甲所示，改变滑动变阻器的阻值，测出两组I、U的数据，从电流表、电压表中读出几组I和U值，由U=E-Ir可得E=Ul+Hr,E=U2+I2r,解得多求几组E和r的值，算出它们的平均值。(2)图像法：为减小实验误差,至少测出六组U和I值,且变化范围要大些,然后在U-I图像中描点作图，由图线纵截距和斜率求出E、如图乙。三、实验器材待测电池一节，电流表(0—0.6A)、电压表(0〜3V)各一个，滑动变阻器一个,开关一个,导线若干。实验过程1.实验步骤(1)接电路：确定电流表、电压表的量程，按图甲连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。(2)记录数据：闭合开关S,接通电路，将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数。(3)用同样的方法，依次记录多组U、I值。(4)断开开关S,拆除电路。(5)作图像求值：以U为纵轴，1为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，过这些点作一条直线,根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻。2.数据处理为减小测量误差,本实验常选用以下两种数据处理方法：(1)公式法利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如表所示。分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组分别解出El、rl,E2、EE=r2,E3、r3,求出它们的平均值E=E=r2,E3、r3,求出它们的平均值_rt+r2+r3作为测量结果。(2)图像法以纵轴表示路端电压，横轴表示总电流，建立直角坐标系，将所测多组相应的U、I值进行描点，然后用平滑的曲线将各点连接起来。由U=E-Ir知，U-I图像是一条斜向下的直线，如图所示，直线与纵轴的交点表示电源电动势E,与横轴的交点表示短路电流10,图线的斜率的绝对值表示电源的内电阻，即【知识点拨】实验的注意事项(1)实验前必须把变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防出现烧坏电流表的事故。(2)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些。(3)实验中U取值不能太小，一般不得小于IV,测得的U、I值不少于6组，且变化范围要大一些，解方程组求解E、r值时，取1、4组，2、5组，3、6组求解后，求平均值。(4)画U-I图像时，要尽量使多数点落在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧。(5)作U-I图像时，如果出现某组数据对应的点偏离直线较远，就表明这组数据的偶然误差较大，可将该点舍去。(6)纵坐标可不从零开始，直线的斜率等于电源内阻，计算内AUr=阻时，要在直线上取两个较远点用AI求出(横坐标必须从零开始)。【知识点拨】实验的误差分析(1)偶然误差①由于读数不准和电表线性不良引起误差。②用图像法求E和r时，由于作图不准确造成的误差。③测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。(2)系统误差测电池的电动势和内电阻经常用实验原理中图甲所示的电路，由于电路中电压表的分流作用，电流表显示的数值就不等于流过电源的电流了(还应加上流过电压表的电流才等于流过电源的电流，其中RV为电压表的内阻)，由此造成了实验结果的误差。.在实验中为什么要选用旧电池？提示：旧电池内阻较大，在实验时，电流变化时路端电压变化明显，测量时相对误差较

小。.为什么在实验中电流不宜过大,且通电时间不宜过长？提示：电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大,故长时间放电电流不宜超过0.3A,短时间放电电流不宜超过0.5Ao因此实验中不宜将T调得过大,读电表的示数要快,每次读完后应立即断电。.在画UT图像时，由于电源内阻很小，为了充分利用图像空间，电压轴数据常从某一不为零的数U0开始，这时图像与纵轴的截距是否还表示电动势？斜率的绝对值是否还表示电源的内阻？与I轴上的截距是否还表示短路电流？提示：由闭合电路欧姆定律U