4.2测量电源的电动势和内阻

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,测定电池的电动势和内阻,黎城一中,高二物理教师 路慧慧,人教版选修,3-1,第二章第十节,目录,课标要求,教材分析,学情分析,教学方法,课堂训练,教学过程,一、课标要求,1、本实验是高中物理（人教版）选修3-1的第二章第十节，实验内容是测定电池的电动势和内阻，是利用闭合电路欧姆定律测定电池的电动势内阻，对学生认识电池、了解电池、合理利用电池有重要的指导意义。通过实验，加深学生理解物理3-1第二章第二节的电动势的概念；同时，对高中物理选修3-2第四章第四节法拉第电磁感应定律的学习做好铺垫，能够理解感应电动势和电磁感应中的线圈的电阻。在物理课程标准中，本实验的要求学生“能够测量电池的电动势和内阻”。要求“学生能够独立完成操作，进行调整或改进，尝试与已有技能建立联系”。,2,、教学目标,（1）知识与技能,a、理解测定电池电动势的基本原理，能够选择合适的实验器材，体验测定电池电动势和内阻的实验过程。,b、能够利用图像处理实验数据，得到实验结论。,c、会对实验结果进行误差分析。,（2）过程与方法,a、体验根据实验原理设计实验、处理实验数据、得到实验结论、实验误差分析的物理探究过程。,b、体会利用数学图像处理物理问题的形象性。,（3）情感态度与价值观,a,、培养学生的设计能力、动手操作能力和实验逻辑分析能力。,b,、激发学生的探究学习能力，培养学生的合作意识和对物理实验的分析能力。,二、教材分析,本节课，教材给了三种实验方案。由于课堂时间有限，主要利用方案一（伏安法）和对比组实验，结合闭合电路欧姆定律，通过改变电路中的电阻，进而影响电路中的电流和电路的路端电压，测量多组和的数值。利用数据画出图像。通过闭合电路欧姆定律分析，图线与电压轴的坐标代表电源的电动势，图线的斜率大小表示电池的内阻。通过学生的分组实验，培养了学生的动手能力，激发了学生的学习兴趣，使学生体会利用数学图像解决物理问题的形象性。对于方案二、方案三，留给学生课后思考总结。,三、学情分析,通过物理选修3-1的第二节、第七节的学习，学生已经了解了电池的电动势、电池的内阻。已能利用闭合电路欧姆定律处理问题，知道图像中图线与纵坐标的交点代表电动势，斜率的绝对值代表内阻。所以，对于实验原理、实验目的，学生已经有了自己的认识。但是对于本实验的误差分析、以及利用一个电表和电阻箱来处理电学问题还比较陌生，因此，本实验的方案二、方案三，需要利用物理中等效替代思想，理解电阻箱的作用。,四、教学方法,学生分组实验,利用数形结合、对比分析法、等效替代法。,实验器材有电流表、电压表、滑动变阻器、电池（旧电池）一节、开关、导线若干、坐标纸。,五、课堂训练,教学重点：,1、电池电动势、内阻的测量原理。,2、电池电动势、内阻的测量方法。,3、电池电动势、内阻测量的过程以及误差分析。,教学难点,电池电动势、内阻的测量过程以误差分析,本实验希望学生依照电路图连接实验器材，自主完成图像，利用图像得到实验结论和实验误差。利用对比组实验，分析两种方法的优劣；利用等效替代法，理解安阻法和伏阻法测量的原理和误差分析。,六、教学过程,1、方案一,（1）利用课本中的方案一（图1），连接好实验电路。实验开始前，让滑动变阻器接入电路中的电阻最大，改变滑动变阻器的电阻，测量六组实验数据填入下表。,根据实验数据，在坐标纸上建立合适的坐标系，画出图像，图线与纵坐标的交点代表电动势，斜率的绝对值代表内阻。,实验序号,1,2,3,4,5,6,A,V,图1,（2）实验误差分析,根据,U=E-Ir,，,U,代表的是电池的路端电压，而实验中电压表测量的就是路端电压；,I,而代表干路中的电流，而电流表测量的为通过滑动变阻器的电流，与干路中的电流的差值为,U/R,V,，所以本实验的误差在于电压表分走的干路中电流没有测量出来。可以将公式修正为,可见，对于每一组测量数据，而电流表比真实值小一些。利用图2分析可得，电动势和内阻的测量值都偏小。,图2,2、对比组实验,（1）利用图3连接好实验电路。实验开始前，让滑动变阻器接入电路中的电阻最大，改变滑动变阻器的电阻，测量六组实验数据填入下表。,根据实验数据，在坐标纸上建立合适的坐标系，画出图像，图线与纵坐标的交点代表电动势，斜率的绝对值代表内阻。,实验序号,1,2,3,4,5,6,V,A,图3,（2）实验误差分析,根据公式 ，,U,代表的是电路的路端电压，而实验中电压表测量的为滑动变阻器两端的电压，比路段电压小,IR,A,；而代表干路中的电流。所以本实验的误差在于电流表两端的电压没有测量出来。可以将公式修正为,可见，对于每一组测量数据，电压表读数比真实值小一些。利用图4分析可得，电动势测量值准确，而内阻的测量值偏大，通过公式可见，内阻测量值比真实值多一个电流表的内阻。,图4,3、利用等效替代法分析方案二和方案三,方案二 安阻法,图5中的电阻箱和电流表的读数能够等效替代图,3,中的电压表。,图5 安阻法,方案三 伏阻法,图六中的电阻箱和电压表读数能够代替图,1,中的电流表,图6 伏阻法,七、课后反思,本实验由于用的旧电池，所以在电流比较大时需要尽快读数。高中学生对于实验的误差分析存在一定的难度，需要不断的加深巩固才能掌握。,谢谢大家,