资源描述
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 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 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 。 教 学 重 点 利 用 图 线 处 理 数 据 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 电 池 ， 电 压 表 ， 电 流 表 ， 滑 线 变 阻 器 ， 开 关 ， 导线 教 学 方 法 实 验 法 ， 探 究 法 一 、 实 验 原 理 :1、 根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 E=U外 +Ir， 则 路 端 电 压 U外 =E-Ir. 2、 改 变 负 载 电 阻 ， 可 得 到 不 同 的 路 端 电 压 . E， r不 变 负 载 R增 大 电 流 I减 小U 内 减 小 U外 增 大 3、 在 电 路 中 接 入 的 负 载 电 阻 分 别 是 R1、 R2时 ， 对 应 的 在 电 路 中 产 生 的 电 流 为 I1、 I2， 路 端 电 压 为 U1、 U2， 则 代 入 ， 可 获 得 一 组 方 程 ：从 而 计 算 出 ： 1 1U E I r 2 2U E I r 2 11 2U Ur I I 1 2 2 11 2IU I UE I I 实 验 方 法1、 U-I法 ： E=U+IrrIUE rIUE 22 11 + + 21 12 21 1221 II UUr II UIUIE 2、 I-R法 ： E=IR+Ir3、 U-R法 ： rRUU+E= 1、电路选择及误差分析AVS甲R AVS乙 R v vR rE E Er R +测 vvR rr rR r +测E E测 Ar r R r + 测一般采用甲图电路误差较小甲图：误差来源于电压表的分流作用乙图：误差来源于电流表的分压作用 二 、 U-I法 电 路 和 器 材 的 选 择适 宜 测 小内 阻 电 源适 宜 测 大内 阻 电 源 利 用 图 象 误 差 分 析AV KE,r 1、 本 实 验 中 ， 存 在 的 系 统 误 差 是 由 于 电 压 表 的 分 流 引 起 。2、 由 U-I图 线 可 知 ， 该 实 验 的 测量 结 果 将 导 致 电 源 的 电 动 势 E和内 阻 r都 偏 小 。 0 U I测 量 值 真 实 值斜 率 k 绝 对 值 = r电 流 表 内 接 时 AV KE,r 1、 本 实 验 中 ， 存 在 的 系 统 误 差 是 由 于 电 流 表 的 分 压 引 起 。2、 由 U-I图 线 可 知 ， 该 实 验 的 测量 结 果 将 导 致 电 源 的 内 阻 r偏 大 ，但 电 动 势 E测 =E真 。 0 U I测 量 值 真 实 值利 用 图 象 误 差 分 析 电 流 表 外 接 时斜 率 k 绝 对 值 = r 2、器材选择：安培表：00.6A伏特表：03V滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值1020被测干电池：内阻较大电 键 和 导 线 1、按原理图连接实物图AVS甲R三 、 实 验 步 骤 2、把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大3、闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样的方法测量并记录几组U,I值4、断开电键,整理好器材 方 法 一 :公 式 法改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值. 四 、 数 据 处 理 rIUE rIUE 22 11 + + 21 12 21 1221 II UUr II UIUIE E I短方 法 二 :图 象 法在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U，I值画出UI图像.Ur k I EI r=短 E等于U轴截距r等于直线的斜率的绝对值 五 、 注 意 事 项1、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处.2、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，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.3、要测出6组I、U数据，且变化范围要大一些. 4、 画 U-I图 线 时 ， 应 使 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 ，个 别 偏 离 直 线 太 远 的 点 可 舍 去 . 5、画U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当的值开始(但横坐标必须从0开始)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E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r. 设计测E、r的其它方法及误差分析I-R法： R1 AR2 K 1K 2 ARKE E 测 Ar r R r + 测 六 、 实 验 设 计 U-R法： VRKK 2R1VR2 K 1 E E测 r r测 例 :有 两 只 电 压 表 A和 B， 量 程 已 知 ， 内阻 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 动势 (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 ;(2)以 测 量 的 量 作 为 已 知 量 ， 导 出 电 动 势的 式 子 . 解 (1)电 路 如 图 所 示 ：(2)闭 合 S2： rRUUE V + 111断 开 S2： rRUUUE V + 1121由 上 两 式 可 得 ： 11 21 UU UUE 如 果 已 知 电 压 表 的 内 阻 ， 还 可 测 r=? 谢 谢
展开阅读全文