鲁科版(2019)高中物理必修第三册4.2科学测量:电源的电动势和内阻-课件

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名称 鲁科版(2019)高中物理必修第三册4.2科学测量:电源的电动势和内阻-课件
格式 pptx
文件大小 570.8KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2020-08-02 17:15:05

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文档简介

科学测量:电源的电动势和内阻
核心素养
物理观念
科学思维
1.能根据图像对相关问题进行分析推理;
2.能用与闭合电路相关的证据说明结论并作出解释。
1.能提出并准确表述在实验中可能遇到的物理问题;
2.能在他人指导下制订实验方案,设计实验步骤,能用电流表和电压表等实验器材进行实验,能注意实验安全;
3.会用作图方法分析实验数据,测得电源的电动势和内阻;
4.能撰写完整的实验报告,在报告中能呈现设计的实验步骤、实验表格,以及数据分析过程和实验结论,能有针对性地反思交流过程与结果;
5.提升实验操作能力、数据分析与解释能力。
一、实验目的
(1)测量电源的电动势和内阻。
(2)学习通过计算和作图分析处理实验数据。
二、实验器材
电流表、电压表、滑动变阻器、待测干电池、开关、导线等。
改变滑动变阻器的阻值
电压表
电流表
U
I
四、实验步骤
1.电流表用0~0.6 A量程,电压表用0~3 V量程,按实验原理图连接好电路。
2.把滑动变阻器的滑片移到一端,使其接入电路的阻值最大。
3.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显的示数,记录一组数据(I1,U1)。用同样的方法测量几组U、I值。
4.断开开关,整理好器材。
5.处理数据,用公式法和作图法求出电源的电动势和内阻。
六、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图线时描点不准确。
2.系统误差:主要原因是电压表的分流作用,使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些。由E=U+Ir知,电动势的测量值偏小;实验测的内阻实际上是电压表与电源内阻的等效值,所以测算的内阻也偏小,即E测<E真,r测<r真。
七、注意事项
1.为使干电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。
2.实验中不能将电流调得过大,且读数要快,读完后立即切断电源,防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化。
3.当干电池的路端电压变化不很明显,作图像时,纵轴单位可取得小一些,且纵轴起点可不从零开始。
[试题案例]
一、实验原理和数据处理
[例1] 在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中。
(1)备有如下器材
A.干电池1节 B.滑动变阻器(0~20 Ω) C.滑动变阻器(0~1 kΩ) 
D.电压表(0~3 V) E.电流表(0~0.6 A) F.电流表(0~3 A) 
G.开关、导线若干
其中滑动变阻器应选________,电流表应选________。
(只填器材前的序号)
(2)为了最大限度的减小实验误差,请在虚线框中画出该实验最合理的电路图。
(3)某同学根据实验数据画出的U-I图像如图所示,由图像可得电池的电动势为________ V,内阻为________ Ω。
(4)写出该实验误差产生的原因:________________;电动势的测量值__________真实值,内阻的测量值________真实值。(填“大于”“等于”或“小于”)
解析 (1)滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好,在该实验中因干电池内阻比较小,故滑动变阻器选择较小一点的即可,故滑动变阻器应选B。(也可以从便于调节的角度来分析,应该选择阻值较小的滑动变阻器。)
电流表的量程要大于电源允许通过的最大电流,对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0.5 A,故需要选择0~0.6 A,所以电流表应选E。
(2)电路图如图所示。
答案 (1)B E (2)见解析图 (3)1.5 1 (4)电压表的分流 小于 小于
二、安阻法(或伏阻法)测E、r的实验原理与数据处理
答案 3.0 V 1.0 Ω
方法凝炼
1.安阻法
由E=IR+Ir可知,只要能得到I、R的两组数据,列出关于E、r的两个方程,就能解出E、r,用到的器材有干电池、开关、电阻箱、电流表,电路图如图所示。
2.伏阻法
谢 谢