人教2003课标版 高中物理 选修3-1
第二章 恒定电流
10 《测定电池的电动势和内阻》导学案
（一）预习检查 答疑释惑
1. 电流表的量程一般有两种——0～0.6A，0 ～ 3A；电压表的量程一般有两种——0 ～ 3V，0 ～ 15V。如图所示：
因为量程不一样，每一小格所代表的电压、电流值不一样。上图中电流表0～0.6A的读数是( )。电压表0 ～ 3V的读数是( )。
电流表的内接法和外接法的比较：
3.图示是测定金属的电阻率的实物连线图：
电流表是内接法是外接法？滑动变阻器是限流式接法还是分压式接法？研究小灯泡的伏安特性实验呢？
(二）情景引入 展示目标
（三）合作探究 精讲点拨
( 四)当堂检测 反思总结
1.用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是 ( )
A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显
B．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载
C．根据实验记录的数据作U-I图像时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧
D.出于安全的考虑，在选择电表时，量程越大越好
如图所示的电路中，R1、R2为标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值 真实值，内阻的测量值 ，产生误差的原因是 。
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，电键和导线若干，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。
4.在本节实验中，一位同学记录了如下表数据
(1)根据数据选定下列供选用仪器的量程：
①直流电流表(0～0.6 A挡)，(0～3 A挡)；
②直流电压表(0～3 V挡)，(0～15 V挡)；
③滑动变阻器(0～10 Ω，允许最大电流为1.00 A)；
④滑动变阻器(0～1 000 Ω，允许最大电流为0.60 A)。
(2)根据数据在下列所给的坐标纸上作U－I图线，
并根据图线求出E和r。
(五)发导学案 布置作业
课件30张PPT。10 实验：测定电池的电动势和内阻第二章 恒定电流 1.理解测定电源的电动势和内电阻的基本原理；
2.通过设计电路和选择仪器，掌握利用测量电池电动势和内电阻的方法，体验实验探究过程；
3.会用公式法和图像法求解电动势和内阻；（重点） 4.会分析本实验的测量误差，了解减小误差的方法。（难点）（一）预习检查 答疑释惑 1. 电流表的量程一般有两种——0～0.6A，0 ～ 3A；电压表的量程一般有两种——0 ～ 3V，0 ～ 15V。如图所示： 因为量程不一样，每一小格所代表的电压、电流值不一样。上图中电流表0～0.6A的读数是( )。电压表0 ～ 3V的读数是( )。2.电流表的内接法和外接法的比较： 回答下列表格中的？（一）预习检查 答疑释惑3.下图是测定金属的电阻率的实物连线图：
电流表是内接法是外接法？滑动变阻器是限流式接法还是分压式接法？研究小灯泡的伏安特性实验呢？（一）预习检查 答疑释惑问题思考1：给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一个电流表、一个电压表、一个电键和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻?
问题思考2：如果把问题1中的电压表换成电阻箱，其他不变，该怎样测量干电池的电动势和内阻呢？
问题思考3：若是把问题1中的电流表换成电阻箱，其他不变，又该怎样测量干电池的电动势和内阻呢？1. U-I法：E=U+Ir一、实验原理（三）合作探究 精讲点拨2. I-R法：E=I（R+r）3. U-R法：二、实验方法和步骤（二）实验步骤：
1.恰当选择实验器材,连接好实物图。（一）水果电池内阻较大，易测量内阻易变化缺点：优点：R2.把变阻器的滑片移到电阻值最大的一端。
3.闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，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六组U、I值。
4.断开开关，整理好器材。方法一：公式法
改变R的值，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。
三、数据处理EI短方法二：图像法在坐标纸上以Ｉ为横坐标，
Ｕ为纵坐标，用测出的几组
Ｕ、Ｉ值画出Ｕ－Ｉ图像。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阻值。思考：考虑电压表的分流作用，大致画出U-I的真实图线。(1)如果使用的是水果电池，它的内阻虽然较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速。如果使用干电池，则选择内阻大些的、已使用过的电池。
(2)不要将I调得过大，每次读完U、I读数立即断电。
(3)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。【实验注意事项】四?误差分析
1.偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不是很准确。
2.系统误差:系统误差来源于未计电压表分流,近似地将电流表的示数看作干路电流。实际上电流表的示数比干路电流略小。怎样理解？系统误差分析：如果由实验得到的数据作出左图中实线(a)所示的图像，那么考虑到电压表的分流后,得到的U-I图像应是图中的虚线(b),由此可见,按右图所示的实验电路测出的电源电动势E测r真。说明: ①外电路短路时,电流表的示数(即干路电流的测量值)I测等于干路电流的真实值,所以图中(a)(b)两图线交于短路电流处。 ②当路端电压(即电压表示数)为U1时,由于电流表示数I1测小于干路电流I1真,所以(a)(b)两图线出现了左图所示的差异。
思考：如果上述实验电流图中电流表接在电压表与电源之间，测出的电源电动势和内电阻真实值比较大小？【实验注意事项】思考：如果实验电流图甲改为下图乙(电流表接在电压表与电源之间)，比较电源电动势和内电阻的测量值与真实值？1.用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是 ( )
A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显
B．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载
C．根据实验记录的数据作U-I图像时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧
D.出于安全的考虑，在选择电表时，量程越大越好D（四）当堂检测 反思总结E rR1 R22.如图所示的电路中，R1、R2为标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值 真实值，内阻的测量值 ，产生误差的原因是 。等于偏大电流表有内阻（四）当堂检测 反思总结3.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，电键和导线若干，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。（四）当堂检测 反思总结解：（1）电路如图所示：由上两式可得：思考:如果已知电压表的内阻，还可测r = ?（四）当堂检测 反思总结4.在本节实验中，一位同学记录了如下表数据（四）当堂检测 反思总结(1)根据数据选定下列供选用仪器的量程：
①直流电流表(0～0.6 A挡)，(0～3 A挡)；
②直流电压表(0～3 V挡)，(0～15 V挡)；
③滑动变阻器(0～10 Ω，允许最大电流为1.00 A)；
④滑动变阻器(0～1 000 Ω，允许最大电流为0.60 A)。（四）当堂检测 反思总结(2)根据数据在下列所给的坐标纸上作U－I图线，
并根据图线求出E和r。0（四）当堂检测 反思总结【解析】 (1)根据记录数据和电流、电压有效数字位数，电流表选0.6 A量程，电压表选3V量程，变阻器选择0～10 Ω。
(2)U-I图像如图，由图线知E=1.45V（四）当堂检测 反思总结像（五）发导学案 布置作业 1.写好实验报告，完成课本“问题与练习”1-3题。
2.全面总结整理做过的四个电学实验：
（1）测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）；
（2）描绘小电珠的伏安特性曲线；
（3）测定电源的电动势和内电阻；
（4）练习使用多用电表。 谢 谢！
