《实验测定电池的电动势和内阻》精品课件讲课学案

第十节测定电池的电动势和内阻课前预习案学习目的（一）知识与技能1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。2、学习用图象法处理实验数据。（二）过程与方法通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。（三）情感、态度与价值观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，培养观察能力、思维能力和操作能力，提高对物理学习的动机和兴趣。学习重点掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。学习难点用图象法处理实验数据。自主学习1.闭合电路欧姆定律的内容2.测定电源的电动势和内阻的实验原来就是闭合电路欧姆定律，对于一个给定的电池，电动势和内阻是一定的，由闭合电路欧姆定律可以写出电源电动势E、内电阻r与路端电压U、电流I的关系式，为。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势E和内电阻r？画出实验电路图。3.根据闭合电路欧姆定律，可以写出电源电动势E、内电阻r与电路电流I、电路外电阻R的关系式，为。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势E和内电阻r？画出实验电路图。4.根据闭合电路欧姆定律，可以写出电源电动势E、内电阻r与路端电压U、电路外电阻R的关系式，为。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势E和内电阻r？画出实验电路图第十节测定电池的电动势和内阻课内探究案探究一：实验原理电路图1、右图中，电源电动势E、内电阻r，与路端电压U、电流I的关系可写为E=______________。2、图2.6-2中，电源电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为E=______________。3、图2.6-3中电源E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为E=______________。ErRErR图2.6-2图2.6-3探究二：实验步骤1：按原理图连接实物图电流表用_______量程，电压表用_____量程，按图1连接好电路．原因：________________________________________2．测量与记录(1)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端．(2)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数,记录一组数据(I1、U1)．用同样方法测量几组I、U值．3．数据处理、整理器材(1)断开开关，拆除电路整理好器材．(2)取坐标纸，以______为横轴，____________为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应点，连成U－I图线．延长U－I图线，它与坐标轴有两个交点，读取E，进一步可以算出r＝_________.探究三：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rIUErIUE2211E=_____________r=______________OI/AU/V.E.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值。r=__________=______________注意事项1．本实验采用伏安法正确的实验电路为电流表内接法(如图1所示)，不要接成电流表外接法(如右图所示)．2．合理选择电压表、电流表量程．测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选3V量程，电流表选0.6A量程，滑动变阻器选0～10Ω.3．应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；瞬间电流不能超过0.5A，在实验中不要将I调得过大；每次读完I和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化．4．在作U－I图线时，要使较多的点__________，不在直线上的点应____________，不要顾及个别偏离直线较远的点，以减小偶然误差．5．干电池内阻较小时，U的变化较慢，此时，坐标图中数据点将呈现如图4甲所示的状况，为此，可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，，在画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值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，不过直线斜率的大小照样还是电源的内电阻。另外，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝|ΔUΔI|算出电池的内阻r.探究四：误差分析1.偶然误差：来源于电压表和电流表的读数及U-I图像的描点不准确2.系统误差：电压表的分流图甲，电流表的分压图乙课堂训练：【例1】某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，该同学利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E和内阻r.A．电流表A1(量程0.6A，内阻约1Ω)B．电流表A2(量程20mA，内阻约50Ω)C．电压表V1(量程4V，内阻约4kΩ)D．电压表V2(量程15V，内阻15kΩ)E．滑动变阻器R1(0～1000Ω)F．滑动变阻器R2(0～9999.9Ω)G．待测“水果电池”(电动势E约为4V，内阻r约为200Ω)H．开关S，导线若干(1)为尽量减小实验的误差，实验中电流表选择________；电压表选择________；滑动变阻器选________．请在虚线方框中画出实验电路图；(2)该同学实验中记录的6组对应的数据如下表，试根据表中数据在图5中描点画出U－I图线；由图线可得，“水果电池”的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(3)实验测得的“水果电池”的电动势和内阻与真实值相比，E测________E真，r测________r真(选填“大于”、“小于”或“等于”)．【例2】．图是根据某次测定电源的电动势和内阻的实验记录的数据作出的U－I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是()A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E＝3.0VB．横轴截距表示短路电流，即I0＝0.6AC．根据r＝EI0，计算出待测电源内阻为5ΩD．根据r＝|ΔUΔI|，计算出待测电源内阻为1Ω当堂达标1．下列给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差又直观、简便的是()A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和rB．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值C．测出多组I、U的数据，画出U—I图象，再根据图象求E、rD．多测几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r2.用如图12所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图13所示的U—I图象，由图象可知()A．电池电动势为1.40VI/mA4.05.08.010.012.014.0U/V3.042.852.301.901.501.14B．电池内阻值为3.50ΩC．外电路短路时的电流为0.40AD．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数I′约为0.20A3.有三组同学分别测量三节干电池的电动势和内电阻，利用图线处理测得的数据，画出U—I图线如图所示，则三组同学测得的干电池电动势Ea、Eb、Ec大小关系是________，内电阻ra、rb、rc大小的关系是________．(用“”、“＝”或“”表示)课后拓展1.用一只高阻值的电压表和电阻箱，可以测得电源的电动势和内阻，按图所示连接电路，实验时先闭合S1，从电压表中读得U1＝2V，再闭合S2，改变电阻箱的电阻，当R＝24Ω时，U2＝1V，由上述数据可知，该电池的电动势E＝________，内阻r＝________.2.用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1Ω和1kΩ，如图所示为所需的器材．(1)请你把它们连成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大．(2)一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图中画出U—I图线，根据图线求出电池的电动势E＝______V，内阻r＝________Ω.I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05