人教高中物理选修— 实验测定电源的电动势和内电阻

会计学1人教高中物理选修人教高中物理选修 实验测定电源的电实验测定电源的电动势和内电阻动势和内电阻教学目标教学目标n n一、知识与技能一、知识与技能一、知识与技能一、知识与技能n n1 1、理解闭合电路欧姆定律内容、理解闭合电路欧姆定律内容n n2 2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，、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。体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。n n3 3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。、用解析法和图象法求解电动势和内阻。n n4 4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电、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，开阔思阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。路，激发兴趣。n n二、过程与方法二、过程与方法二、过程与方法二、过程与方法n n 1 1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找、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。规律的科学思维方法。n n 2 2、学会利用图线处理数据的方法。、学会利用图线处理数据的方法。第1页/共21页n n三、情感态度与价值观三、情感态度与价值观三、情感态度与价值观三、情感态度与价值观n n使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的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、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思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。机和兴趣。n n教学重点教学重点教学重点教学重点 n n利用图线处理数据利用图线处理数据n n教学难点教学难点教学难点教学难点n n如何利用图线得到结论以及实验误差的分析如何利用图线得到结论以及实验误差的分析n n教学工具教学工具教学工具教学工具n n电池，电压表，电流表，滑线变阻器，开关，导电池，电压表，电流表，滑线变阻器，开关，导线线n n教学方法教学方法教学方法教学方法n n实验法，探究法实验法，探究法第2页/共21页一一、实验原理实验原理:1 1、根据、根据闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律E=UE=U外外+Ir+Ir，则则 路端电压路端电压 U U外外=E-Ir=E-Ir.2 2、改变负载电阻，可得到不同的路端电压、改变负载电阻，可得到不同的路端电压.E E，r r不变不变负载负载R R增大增大电流电流I I减小减小U U内内减小减小U U外外增大增大第3页/共21页3 3、在电路中接入的负载电阻分别是、在电路中接入的负载电阻分别是R R1 1、R R2 2时，对应的时，对应的 在电路中产生的电流为在电路中产生的电流为I I1 1、I I2 2，路端电压为，路端电压为U U1 1、U U2 2，则代入，可获得一组方程：，则代入，可获得一组方程：从而计算出：从而计算出：第4页/共21页实验方法实验方法1、U-I法法：E=U+IrrIUErIUE2211+=+=2、I-R法法：E=IR+Ir3、U-R法法：rRUU+E=第5页/共21页1、电路选择、电路选择及误差分析及误差分析AVS甲RAVS乙R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第6页/共21页利用图象误差分析AVKE,r1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误差系统误差是由于是由于 电压表的分流电压表的分流引起。引起。2、由、由U-I图线可知，该实验的测图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势量结果将导致电源的电动势E和和内阻内阻r都都偏小偏小。0UI测量值测量值真实值真实值斜斜 率率k k绝绝 对对 值值=r r电流表内接时电流表内接时第7页/共21页AVKE,r1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误差系统误差是由于是由于 电流表的分压电流表的分压引起。引起。2、由、由U-I图线可知，该实验的测图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻量结果将导致电源的内阻r偏大，偏大，但电动势但电动势E测测=E真真。0UI测量值测量值真实值真实值利用图象误差分析电流表外接时电流表外接时斜斜 率率k k绝绝 对对 值值=r r第8页/共21页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第9页/共21页1、按原理图连接、按原理图连接实物图实物图AVS甲甲R三、实验步骤三、实验步骤第10页/共21页2、把变阻器的滑、把变阻器的滑片移到一端使其阻片移到一端使其阻值最大值最大3、闭合电键、闭合电键,调节变阻器调节变阻器,使电流表的读数有明使电流表的读数有明显示数显示数,记录一组电流表和电压表的示数记录一组电流表和电压表的示数,用同样用同样的方法测量并记录几组的方法测量并记录几组U,I值值4、断开电键、断开电键,整理好器材整理好器材第11页/共21页方法一方法一:公式法公式法改变改变R的阻值，从电流表和电压表中读取的阻值，从电流表和电压表中读取两组两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量的值，代入方程组联立求解，多测量几次几次I、U的值，算出的值，算出E、r取平均值取平均值.四、数据处理四、数据处理第12页/共21页EI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.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第13页/共21页五、注意事项五、注意事项1、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于、本实验在电键闭合前，变阻器滑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.在实验中在实验中不要将电流调得太大，每次不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化以免使电动势和内阻发生变化.3、要、要测出测出6组组I、U数据数据，且变化范围要大一些，且变化范围要大一些.4、画画U-I图线图线时，应使时，应使图线通过尽可能多的点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，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个别偏离直线太远的点可舍去.第14页/共21页5、画、画U-I 图线时，图线时，纵轴的刻度纵轴的刻度可以不从零开始可以不从零开始,而是根据测得的数据而是根据测得的数据从某一恰当的值开始从某一恰当的值开始(但但横横坐标必须从坐标必须从0开始开始)这时图线与横轴的交点不再是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图线的斜率的绝对值仍为内阻r.第15页/共21页设计测设计测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：R1AR2K1K2ARK六、实验设计六、实验设计第16页/共21页U-R法法：VRKK2R1VR2K1第17页/共21页例例: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.第18页/共21页解解(1)电路如图所示：电路如图所示：(2)闭合闭合S2：断开断开S S2 2：由上两式可得：由上两式可得：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=?第19页/共21页谢 谢第20页/共21页