2019-2020年高三物理一轮复习《测定电源的电动势和内阻》教学设计.doc

2019-2020年高三物理一轮复习测定电源的电动势和内阻教学设计课题测定电源的电动势和内阻课时2授课班级考点、知识点通过实验测定电源的电动势和内阻 学习目标1.掌握实验测定电源的电动势和内阻的方法。2.会用计算法或图象法处理实验数据重、难点会利用计算法和图象法来处理实验数据学习内容学生活动一、复习基本实验要求 思考、回忆、 倾听、勾画。 归纳和练习 思考、小结。倾听、理解、练习、改错倾听、理解、练习、改错倾听、理解、练习、改错倾听、理解、练习、改错练习、倾听、思考、笔记。练习、改错、交流讨论。阅读、理解、归纳倾听、理解、练习、改错1、实验目的：1用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻2进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解3进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法2、实验原理：1实验依据：闭合电路的欧姆定律2实验电路：如图所示3E和r的求解：由UEIr得，解得4作图法数据处理，如图所示(1)图线与纵轴交点为E.(2)图线与横轴交点为I短.(3)图线的斜率表示r. 特别提醒图线斜率的绝对值为电源内阻r的大小；当I0时，UE，即图线与纵轴的交点坐标值；当U0时，I为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值但要注意，有时纵轴起点不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的绝对值仍是内阻值，与纵轴的交点坐标值仍为电源的电动势值3、实验器材：电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸4、实验步骤：1连接电路：电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图1连接好电路2测量与记录：(1)把变阻器的滑片移动到使用阻值最大的一端(2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)用同样方法测量多组I、U值填入表格中.第1组第2组第3组第4组第5组第6组I/AU/V(3)断开开关，拆除电路整理好器材五、数据处理：本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法方法一取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小方法二在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线斜率的绝对值即为电池的内阻r.即r|.六、误差分析：1偶然误差：(1)由读数不准和电表线性不良引起误差(2)用图象法求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：由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差(1)如图甲所示，在理论上EU(IVIA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压，而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大结论：当电压表示数为零时，IV0，IAI短，短路电流测量值真实值E测E真因为r测，所以r测r真从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测)，如图乙所示，因为电压表和电池并联，所以r测小于电池内阻r真，因为外电阻R断开时，a、b两点间电压Uab等于电动势E测，此时电源与电压表构成回路，所以UabE真，即E测E真(2)若采用如图甲所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有EUUAIAr，其中UA不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA0，电压为准确值，等于E，如图乙所示甲乙结论：E为真实值，I短测r真，r测为r真和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r测的测量误差非常大二、规律方法总结1、实验数据求E,r的处理方法2、注意事项：1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)2要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值3画UI图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图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这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度4由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画UI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值开始(横坐标I必须从零开始)但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源的电动势，图线斜率的绝对值仍为内电阻3、 误差分析4、实验改进：测电源的电动势和内电阻的其他几种方法1用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大2用一个电压表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：EU1r，EU2r.由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小3用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源的电动势，此时UE，需满足RVr.4用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图7所示测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，EU1U2r,RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1,此时EU1r，解方程组可求得E. 三、考点归纳1、实验原理与实验操作复习讲义P129 例题1讲解 递进题组 1、2题学生训练，小组讨论，小组总结，教师归纳2、数据处理与图像应用复习讲义P130 例题2讲解 递进题组 3、4题学生训练，小组讨论，小组总结，教师归纳3、实验拓展与创新测定电源的电动势和内阻的其它方法：1、安阻法 2、伏阻法 3、伏伏法复习讲义P132 例题3讲解 变式题组 5、6题学生训练，小组讨论，小组总结，教师归纳教学反思