课件24张PPT。第二章 恒定电流
第十节 实验：测定电池的电动势和内阻1. 理解测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步感受电源路端电压随电流的变化关系。
2. 体验测量电源电动势和内阻的探究过程，掌握实验方法。
3. 用解析法和图像法求解电源电动势和内阻，能对结果进行误差分析、了解减小误差的方法。
重点：探究测量电源电动势和内阻的原理和方法，掌握其数据处理和误差分析。
难点：电阻率的影响因素,实验电路连接，图像法求解及误差分析。 电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是什么呢？如果我们想比较下它们的电动势和内阻的关系应该如何设计实验呢？
本节课我们就一起来探讨下电池的电动势和内阻的测量方法。 1. 给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一块安培表、一块伏特表、一个开关和导线若干 , 如何测量这节电池的电动势和内阻？原理：E = U + Ir一、实验原理及电路E = U1+ I1rE = U2+ I2r 2. 给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块安培表、一个开关和导线若干 , 如何测量这节电池的电动势和内阻？ E = I1 ( R1 + r )
E = I2 ( R2 + r )原理: E = I ( R + r ) 3. 给你一节使用过的干电池、一个变阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干 , 如何测量这节电池的电动势和内阻？电流表电压表滑动变阻器开关、导线及坐标纸、铅笔(选择量程接近电源电动势)选用阻值较小的,最大阻值10 ─ 20Ω二、实验器材的选择以方案1为例 被测电池
（干电池） 两图中电压表和电流表的测量值都是准确的吗？如果不是，哪么哪个表测量值准确？哪个表测量值有误差？误差是偏大还是偏小？ 因为待测部分（电池）的电阻是小电阻，故采用电流表外接法（相对待测部分）误差会小些，即甲图。1. 确定电流表和电压表的量程，按图示电路把器材连好。三、实验步骤2. 把滑动变动器的滑片移到一端使其阻值最大。
3. 闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显读数， 记录一组电流电压值，用同样的方法测量并记录几组 U、
I 值。
4. 断开开关，整理好器材。
5. 数据处理：用原理中的方法计算或画图线算 E 和 r。例 1. 在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内阻时 ，除备有被测电池 、开关和足够的导线外 ，还备有下列仪器可供选择：
A. 电流表(0～0.6 A) B. 电流表(0～3 A)
C. 电压表(0～3 V) D. 电压表(0～15 V)
E. 滑动变阻器(20 Ω，2 A)
F. 滑动变阻器(1700 Ω，0.3 A)
应该选用的仪器是 __________ (填器材前面的选项字母)。ACE四、数据处理方法一：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。方法二：图象法 在坐标纸上以 I 轴为横坐标，U 为纵坐标，用测出几组的 U，I 值画出 U－I 图象。
所得直线跟纵轴的交点即为电动势 E 的值，图线的斜率的绝对值即为内阻的值。例2. 一个学生利用实验方法测得数据 ，根据这些数据，画出了如图所示的 U－I 图象 ，从图中可得出电源电动势为 ______V，内阻为______Ω。2.92.61. 测量电路存在系统误差 。由于电压表的分流 ，据此作出如图乙所示的真实和测量的 U－I 图线 ，由图不难看出 ，E、r 的测量值均小于真实值，r测 < r真、E测 < E真 。五、误差分析2. 电压表和电流表读数时会造成偶然误差。用作图法求 E、r 时，作图不准确造成偶然误差。测量值×××真实值I真 = I测 + IvE r六、注意事项1. 为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池)。
2. 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，故长时间放电不宜超过 0.3 A，短时间放电不宜超过 0.5 A，因此，实验中不要将 R 调得过小，读电表示数要快，每次读完应立即断电。
3. 测出不少于 6 组 I、U 数据，且变化范围要大些。用方程组求解，要将测出的 I、U 数据中，第 1 和第 4 为一组，第 2和第 5 为一组，第 3 和第 6 为一组，分别解出 E、r 值，再求平均值．
4. 计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻 r。5. 干电池内阻较小时，U 的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如下图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用。为此，可使纵坐标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)，如图乙所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小。此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势．要在直线上任取两个相距较远的点，用 r ＝| ΔU/ΔI |求电池的内阻 r。
6. 画 U－I 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧 ，个别偏离直线太远的点可舍去。这样可使偶然误差得到部分抵消，提高精确度。等效电源的电动势和内阻： 两端有源网络可等效为一个电源，电源的电动势为两端开路时的电压，电源的内阻为从电源两端看的内电阻。情况1：把图甲的电路等效为图乙的电源等效电源法E′ = E
r′ = r + R
情况2：把图丙的电路等效为图丁的电源：
R例3. 如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，正确的是 ( ) A .由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实 值 B. 由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值 C. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值 D. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值 解析： E = U + Ir ， I = ( IA + U/ RV ) ，由于电压表的分流作用，对于每个电压值 U1 ，测得的电流 IA小于总电流 I1，U 越大，I A 跟 I1 相差越大， 画出的图线应为实线所示：所以内电阻的测量值小于真实值。测量值真实值答案：C测定电池的电动势和内阻实验原理
原理 1：用伏安法测 E、r
原理 2：用电流表和电阻箱测 E、r
原理 3：用电压表和电阻箱测 E、r
试验方法
要点：熟悉实验所用的器材，会根据不同的实验原理选择不同的实验器材，并按照合理规范的步骤进行操作。
3. 数据处理（伏安法）：平均值法、图象法ABC1. 在测定电池的电动势和内阻的实验中 ，用待测电池、开关和导线 ，配合下列仪器可以达到的实验目的的是（ ）
A. 一只电流表和一个电阻箱
B. 一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器
C. 一只电压表和一个电阻箱
D. 一只电流表和一个滑动变阻器2. 用图所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为 1.5 V，内阻约 1 Ω，电压表 ( 0 ─ 3 V , 3 kΩ ) , 电流表 (0 ─ 0.6 A , 1.0 Ω ) , 滑动变阻器有 R1 (10 Ω ，2 A ) 和 R2 ( 100 Ω， 0.1 A ) 各一只。
(1) 实验中滑动变阻器应选用 。
(2) 请用笔画线代替导线连接实验电路。
(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的 U ─ I 图线 , 由图线可较准确求出该电源电动势 E = V ; 内阻 r = Ω 。R11.500.85教学设计
教学主题
实验：测定电池的电动势和内阻
一、教材分析
“实验：测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第10节的内容，它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用，学生通过本节课的学习，既能巩固电学问题的分析思路，加深对闭合电路欧姆定律的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生合作、探究、交流能力，具有很重要的实际意义。
二、学生分析
?学生在学本课之前，已经学习过电动势，欧姆定律，串并联电路和闭合电路的欧姆定律的相关知识，并掌握了电流表、电压表的使用方法。?学生的观察、分析能力不断提高，具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推理能力、综合分析能力
三、教学目标
1、知识与技能
（1）?????? 进一步理解闭和电路欧姆定律
（2）?????? 通过分析，掌握测定电动势与内电阻的方法
2、过程与方法??
（1）通过分析，设计电路和选择电路
（2）学会利用图线处理数据的方法。
3、情感态度价值观
（1）?????? 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。
（2）?????? 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。
培养学生合作探究的团队意识。
四、教学环境
□简易多媒体教学环境?? □交互式多媒体教学环境?? □网络多媒体环境教学环境?? □移动学习? ?□其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
多媒体计算机技术、网络技术、视频技术、实物展台、多媒体投影仪等现代信息教育 技术媒体，对于整合物理学科教学，优化课堂教学过程，提高物理课堂教学效果具有很重要的作用。在物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制， 实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助, 模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。
?
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
新课导入
我们的生活中几乎离不开电池,电池已经成为人们的亲密伙伴。电池的电动势和内阻是电池的两个最重要的参数。根据我们掌握的闭合电路的欧姆定律来设计电路,就能测量出电池的电动势和内阻。这正是本节课要探究的问题。
?
?视频引入新旧电池具有不同的电动势
调查问题
指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果情况。
就学案中教材诠释交流的内容与结对学习的同学交流
?
实验原理
闭合电路欧姆定律有多种形式，学生要能灵活选择。学生展示可以板书形式，并由其他学生来补充。教师最后可总结各种情况。
阅读教材中“实验原理”标题下面的内容,回答下列问题。
(1)讨论根据闭合电路欧姆定律如何求一个电源的电动势和内阻。
(2)如何测出一节干电池的电动势和内阻?需要什么仪器,采用什么样的电路图?原理是什么?
?
实验方法
教师可以演示用水果做电池。实验步骤:①按原理图连接电路;②滑动变阻器的滑动片移到一端;③调节滑动变阻器,记录电流表和电压表的示数;④用同样的方法,测量几组U、I数值并记录下来;⑤断开开关,整理好器材;⑥根据数据求得E、r。
阅读教材中“实验方法”标题下面的内容,回答下列问题。
(1)教材中介绍用水果电池做实验,这样选择的优点是什么?如果实验中用干电池来代替水果电池,是选择新一些的电池好还是旧一些的电池好?为什么?实验中应注意什么问题?(2)简要写出实验步骤。
?
实验过程
教师走到小组中去，指导学生连好电路做好实验，排除学生实验中出现的电路故障并引导学生进行故障分析。
选取适当的器材，按照描绘出的实验原理图连接并进行实验，同时记录数据。记录多组数据。
?
数据处理
及误差分析
1）教师讲解如何利用U--I图像法处理数据
（2）分析实验中由于电压表的分流和电流表的分压而产生的误差，并根据实际器材选取误差最小的实验设计方法。
将实验中测得的数据在坐标纸上描绘出来并用平滑的曲线连接起来
?
?
随堂练习
?
利用本节所学知识解题
用PPT展示
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
本节课我主要以学生为主，让学生实验，得出结论，验证结论等等，教师只起引导和组织的作用，这样不仅能让学生对楞次定律理解深刻，而且也培养了学生实验操作技能以及分析、归纳、概括、总结等逻辑思维能力。让学生在课堂上始终处于主动获得知识的愉悦状态，既提高了教学效率，又培养了学生的各种能力
?
