第9节、实验：测定电池的电动势和内电阻
一、教学目标
1、知识与技能
进一步理解闭和电路欧姆定律
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
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。
培养学生合作探究的团队意识。
[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。
[教学方法]：讨论法、启发法、分析归纳法
[教具准备]：电流表，电压表，滑动变阻器，开关， 开两节电池，导线若干。
[教学过程]：
（一）．引入新课
提出问题：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？
引导学生讨论分析，总结归纳：
（1）E= U + I r实验电路：课本图2.9--1
实验器材：电流表，电压表，滑动变阻器。测出两组电压、电流列方程解。
（2）E=I R+ I r实验电路：课本图2.9--2
实验器材：电流表，电阻箱。测出两组电流列方程解。
E=U + Ur/R实验电路：课本图2.9—3
实验器材：电压表，电阻箱。测出两组电压列方程解。
这几种方法均可测量，今天我们这节课选择用（V）、（A）测量的这一种
（二）、新授课
2、选用伏—安法测电源电动势与内电阻
（1）讨论分析：电流表电压表及滑动变阻器的规格
电流表0�0.6A量程，电压表0�3V量程。
滑动变阻器0�50Ω。
选用电路
提出问题：选用电路时，还可将（A）接在外面，原则上也是可以的，那么我们在做实验时是否两个都可以，还是哪一个更好？为什么？
学生回答：两种方式测量都会带来误差。
引导误差分析：
选用哪种方式，要根据实际测量的需要确定，现在要想测出电源的内阻，如果采用图乙方式，最后得到的结果相当于电源内阻与电流表内阻的总和，而两者相差又不太多，这样一来误差就会比较大，所以应采用图甲的电路图。明确各仪器的规格。此外，开头一个，导线若干。
3、数据处理：
将数据描在图上，利用图线解决问题。
（1）图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E-Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。
（2）电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U――I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I与U的变化。
实验中至少得到5组数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。
次数
1
2
3
4
5
电流（I）
电压（U）
讨论：将图线延长，与横纵轴的交点各代表什么情况？
归纳：将图线两侧延长，分别交轴与A、B点。
描绘U—I图象：
A点意味着断路情况，它的纵轴截距就是电源电动势E。
B点意味着短路情况，它的横坐标是I=E/r，r=E/I
说明：①A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。
4、误差分析：
实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，选用甲电路得到的数值是偏大还是偏小？
引导学生：利用图线及合理的推理
结论：r真>r测 E真>E测
选用乙电路得到的数值是偏大还是偏小？
5、课后小结
（1）用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻，要根据实际测量的需要，选用合适的电路。
（2）利用图线进行数据处理是物理实验中常用的一种方法。
（三）．布置作业：
课外探究小实验:测“水果电池的电动势与内电阻”
讨论课本P74页练习第3题。坐标的选取方法及坐标轴截距的物理意义？
作业纸
教后记：
历届学生都会在连接实物图，滑变得接法以及安培表得外接内接上不断得出问题，这次要在规范学生得画图，培养学生在接法得选择上养成判断得习惯。
课件12张PPT。测定电源的电动势和内阻一、伏安法测电源电动势和内阻实验知识回顾1、基本原理
2、实验基本电路 Ｕ：路端电压只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r闭合电路的欧姆定律：Ｅ＝Ｕ＋ＩrＩ：通过电源的电流3、系统误差原因分析r 测 < r真 r 测 > r真 E测 把所测量的数据代入U = E?Ir，
计算出 ，
同理，把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来，
用公式，
即为所测电源的电动势和内阻。
① 平均值法② 图象法******甲二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式变式一．实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱和电流表，
测定电源的电动势和内电阻。如何测？（1）电路如图所示：（2）主要步骤
改变电阻箱阻值R，测出对应的电流I
由（E=I1R1+I1r， E=I2R2+I2r）
得： 若能测出多组I、R值，以R为纵坐标，
为横坐标，作出 图象，由于 ，
可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距—r，图线的斜率E=tgα。变式二．实验中除了待测电源和电键导线外，只有电阻箱和电压
表，如何测？ （1）电路如图所示
（2）主要步骤
改变电阻箱阻值R，测出对应的电压U
由 ，
求出电源的电动势和内阻
变式三．今有一个阻值为5Ω的定值电阻，一个理想电压表(量程大于电源电动势)，开关及导线若干，能否测电源电动势和 内阻？（2）主要步骤：（3）电源电动势和内阻：闭合K1 、 K2 ，
记下电压表读数U2（1）电路如图所示： 断开K2、闭合K1，
记下电压表读数U1
E=U1变式四．今有一个阻值为10Ω的定值电阻，一个电压表，开关和导
线若干，电压表表盘上有刻度但无刻度值。请设计一个能
测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压
表量程大于电动势，电源内阻约为几欧）。
要求：① 画出实验电路图
② 简要写出完成接线后的实验步骤
③ 写出需测量的量，计算电源内阻的表达式 （1）电路如图所示： （2）主要步骤：断开K2、闭合K1，
记下电压表偏转格数N1 闭合K1 、 K2 ，
记下电压表偏转格数N2 （3）电源内阻：Ω 变式五．有两只伏特表V1和V2，量程已知，内阻不知，另有一干
电池，它的内阻不能忽略，但大小未知。只有这两只伏特
表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干电池的
电动势（已知电动势不超过伏特表的量程）
要求： ① 画出测量时所用的电路图
② 以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式 （1）电路如图所示：（2）主要步骤：闭合S1、S2，记下V1的读数U1，
则
由上两式可得： 闭合S1、断开S2，记下V1的读数 ，
V2的读数U2，则
变式六. 判断下列电路能否测电源电动势和内阻
（电表都是理想电表）变式七．测量电源B的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω） 器材：量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表（具有一定内
阻）、固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干
要求：① 画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符
号或字母标出）
② 实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1，当电
流表读数为I2时，电压表读数为U2，
则可以求出E= ______________
r= ______________（用I1、I2、U1、U2及R表示）（1）电路如图所示：
