人教高中物理選修— 實驗測定電源的電動勢和內(nèi)電阻

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1、會計學(xué)1人教高中物理選修人教高中物理選修 實驗測定電源的電實驗測定電源的電動勢和內(nèi)電阻動勢和內(nèi)電阻教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)n n一、知識與技能一、知識與技能一、知識與技能一、知識與技能n n1 1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容n n2 2、理解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理，、理解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理，體驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻的探究過程。體驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻的探究過程。n n3 3、用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻。、用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻。n n4 4、使學(xué)生掌握利用儀器測量電池電動勢和內(nèi)電、使學(xué)生掌握利用儀器測量電池電動勢和內(nèi)電阻的方法，并通過

2、設(shè)計電路和選擇儀器，開闊思阻的方法，并通過設(shè)計電路和選擇儀器，開闊思路，激發(fā)興趣。路，激發(fā)興趣。n n二、過程與方法二、過程與方法二、過程與方法二、過程與方法n n 1 1、體驗實驗研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找、體驗實驗研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法。規(guī)律的科學(xué)思維方法。n n 2 2、學(xué)會利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。、學(xué)會利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。第1頁/共21頁n n三、情感態(tài)度與價值觀三、情感態(tài)度與價值觀三、情感態(tài)度與價值觀三、情感態(tài)度與價值觀n n使學(xué)生理解和掌握運用實驗手段處理物理問題的使學(xué)生理解和掌握運用實驗手段處理物理問題的基本程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求

3、基本程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度和不斷求索的精神，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實的態(tài)度和不斷求索的精神，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和操作能力，提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的動思維能力和操作能力，提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的動機和興趣。機和興趣。n n教學(xué)重點教學(xué)重點教學(xué)重點教學(xué)重點 n n利用圖線處理數(shù)據(jù)利用圖線處理數(shù)據(jù)n n教學(xué)難點教學(xué)難點教學(xué)難點教學(xué)難點n n如何利用圖線得到結(jié)論以及實驗誤差的分析如何利用圖線得到結(jié)論以及實驗誤差的分析n n教學(xué)工具教學(xué)工具教學(xué)工具教學(xué)工具n n電池，電壓表，電流表，滑線變阻器，開關(guān)，導(dǎo)電池，電壓表，電流表，滑線變阻器，開關(guān)，導(dǎo)線線n n教學(xué)方法教學(xué)方法教學(xué)方法教學(xué)方

4、法n n實驗法，探究法實驗法，探究法第2頁/共21頁一一、實驗原理實驗原理:1 1、根據(jù)、根據(jù)閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律E=UE=U外外+Ir+Ir，則則 路端電壓路端電壓 U U外外=E-Ir=E-Ir.2 2、改變負(fù)載電阻，可得到不同的路端電壓、改變負(fù)載電阻，可得到不同的路端電壓.E E，r r不變不變負(fù)載負(fù)載R R增大增大電流電流I I減小減小U U內(nèi)內(nèi)減小減小U U外外增大增大第3頁/共21頁3 3、在電路中接入的負(fù)載電阻分別是、在電路中接入的負(fù)載電阻分別是R R1 1、R R2 2時，對應(yīng)的時，對應(yīng)的 在電路中產(chǎn)生的電流為在電路中產(chǎn)生的電流為I I1 1、I I2 2，路端電壓

5、為，路端電壓為U U1 1、U U2 2，則代入，可獲得一組方程：，則代入，可獲得一組方程：從而計算出：從而計算出：第4頁/共21頁實驗方法實驗方法1、U-I法法：E=U+IrrIUErIUE2211+=+=2、I-R法法：E=IR+Ir3、U-R法法：rRUU+E=第5頁/共21頁1、電路選擇、電路選擇及誤差分析及誤差分析AVS甲RAVS乙R一般采用一般采用甲圖甲圖電路誤差較小電路誤差較小甲圖：甲圖：誤差來源于電壓表的分流作用誤差來源于電壓表的分流作用乙圖：乙圖：誤差來源于電流表的分壓作用誤差來源于電流表的分壓作用二、二、U-I法法電路和器材的選擇電路和器材的選擇適宜測適宜測小小內(nèi)阻電源內(nèi)阻

6、電源適宜測適宜測大大內(nèi)阻電源內(nèi)阻電源第6頁/共21頁利用圖象誤差分析AVKE,r1、本實驗中，存在的、本實驗中，存在的系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是由于是由于 電壓表的分流電壓表的分流引起。引起。2、由、由U-I圖線可知，該實驗的測圖線可知，該實驗的測量結(jié)果將導(dǎo)致電源的電動勢量結(jié)果將導(dǎo)致電源的電動勢E和和內(nèi)阻內(nèi)阻r都都偏小偏小。0UI測量值測量值真實值真實值斜斜 率率k k絕絕 對對 值值=r r電流表內(nèi)接時電流表內(nèi)接時第7頁/共21頁AVKE,r1、本實驗中，存在的、本實驗中，存在的系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是由于是由于 電流表的分壓電流表的分壓引起。引起。2、由、由U-I圖線可知，該實驗的測圖線可知，該實驗的測

7、量結(jié)果將導(dǎo)致電源的內(nèi)阻量結(jié)果將導(dǎo)致電源的內(nèi)阻r偏大，偏大，但電動勢但電動勢E測測=E真真。0UI測量值測量值真實值真實值利用圖象誤差分析電流表外接時電流表外接時斜斜 率率k k絕絕 對對 值值=r r第8頁/共21頁2、器材選擇、器材選擇：安培表：安培表：00.6A伏特表：伏特表：03V滑動變阻器滑動變阻器：阻值較小的阻值較小的,最大阻值最大阻值1020被測干電池：內(nèi)阻較大被測干電池：內(nèi)阻較大電鍵和導(dǎo)線電鍵和導(dǎo)線第9頁/共21頁1、按原理圖連接、按原理圖連接實物圖實物圖AVS甲甲R三、實驗步驟三、實驗步驟第10頁/共21頁2、把變阻器的滑、把變阻器的滑片移到一端使其阻片移到一端使其阻值最大值最

8、大3、閉合電鍵、閉合電鍵,調(diào)節(jié)變阻器調(diào)節(jié)變阻器,使電流表的讀數(shù)有明使電流表的讀數(shù)有明顯示數(shù)顯示數(shù),記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)記錄一組電流表和電壓表的示數(shù),用同樣用同樣的方法測量并記錄幾組的方法測量并記錄幾組U,I值值4、斷開電鍵、斷開電鍵,整理好器材整理好器材第11頁/共21頁方法一方法一:公式法公式法改變改變R的阻值，從電流表和電壓表中讀取的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次幾次I、U的值，算出的值，算出E、r取平均值取平均值.四、數(shù)據(jù)處理四、數(shù)據(jù)處理第12頁/共21頁EI短短方法二方法二:圖象法圖象法在坐標(biāo)紙上以

9、在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測出幾組為縱坐標(biāo)，用測出幾組的的U，I值畫出值畫出UI圖像圖像.EIr=短短EE等于等于U軸截距軸截距r等于直線的等于直線的斜率的絕對值斜率的絕對值第13頁/共21頁五、注意事項五、注意事項1、本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片應(yīng)置于、本實驗在電鍵閉合前，變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大位置處阻值最大位置處.2、使用內(nèi)阻較大一些的舊電池、使用內(nèi)阻較大一些的舊電池.在實驗中在實驗中不要將電流調(diào)得太大，每次不要將電流調(diào)得太大，每次讀完數(shù)后立即斷電讀完數(shù)后立即斷電，以免使電動勢和內(nèi)阻發(fā)生變化以免使電動勢和內(nèi)阻發(fā)生變化.3、要、要測出測出6組組I、U數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，且變化

10、范圍要大一些，且變化范圍要大一些.4、畫畫U-I圖線圖線時，應(yīng)使時，應(yīng)使圖線通過盡可能多的點圖線通過盡可能多的點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠(yuǎn)的點可舍去個別偏離直線太遠(yuǎn)的點可舍去.第14頁/共21頁5、畫、畫U-I 圖線時，圖線時，縱軸的刻度縱軸的刻度可以不從零開始可以不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_始從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_始(但但橫橫坐標(biāo)必須從坐標(biāo)必須從0開始開始)這時圖線與橫軸的交點不再是這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢E，圖線

11、的斜率的絕對值仍為內(nèi)阻圖線的斜率的絕對值仍為內(nèi)阻r.第15頁/共21頁設(shè)計測設(shè)計測E、r的其它方法及誤差分析的其它方法及誤差分析I-R法法：R1AR2K1K2ARK六、實驗設(shè)計六、實驗設(shè)計第16頁/共21頁U-R法法：VRKK2R1VR2K1第17頁/共21頁例例:有兩只電壓表有兩只電壓表A和和B，量程已知，內(nèi)，量程已知，內(nèi)阻不知等于多少；另有一節(jié)干電池，它阻不知等于多少；另有一節(jié)干電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但不知等于多少；只的內(nèi)阻不能忽略，但不知等于多少；只用這兩只電壓表，電鍵和一些連接用導(dǎo)用這兩只電壓表，電鍵和一些連接用導(dǎo)線，能通過測量計算出這個電池的電動線，能通過測量計算出這個電池的電動勢勢(已知電動勢不超過電壓表的量程已知電動勢不超過電壓表的量程).(1)畫出你測量時所用的電路圖畫出你測量時所用的電路圖;(2)以測量的量作為已知量，導(dǎo)出電動勢以測量的量作為已知量，導(dǎo)出電動勢的式子的式子.第18頁/共21頁解解(1)電路如圖所示：電路如圖所示：(2)閉合閉合S2：斷開斷開S S2 2：由上兩式可得：由上兩式可得：如果已知電壓表的內(nèi)阻，還可測如果已知電壓表的內(nèi)阻，還可測r=?第19頁/共21頁謝 謝第20頁/共21頁