高中物理选修3-1教案2：2.10 实验：测定电池的电动势和内阻教学设计

9 实验：测定电池的电动势和内阻
本节课要学的内容测定电池的电动势和内阻指的是掌握测定电池的电动势和内阻实验的原理、方法及误差分析，其核心是实验原理,理解它关键就是要理解闭合电路的欧姆定律。

学生已经学过闭合电路的欧姆定律，本节课的内容测定电池的电动势和内阻就是在此基础上的发展。

由于它还与电源的功率和效率有密切的联系,所以在本学科有重要的地位，并有重要的作用,是本学科的核心内容。

教学的重点是实验的方法。

教学活动
（一）引入新课
教师：我们已经学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出有关的公式。

学生：回忆并写出闭合电路欧姆定律公式。

教师：这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律，来测量电池的电动势和内
阻。

（二）进行新课
1、实验原理
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？
学生讨论后，可以得到多种实验方案。

（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。

如图2.9-1所
示：
原理公式：
（2）用电流表、电阻箱测量。

如图2.9-2所示：
Ir U E +=
原理公式：
（3）用电压表、电阻箱测量。

如图2.9-3所示：
原理公式： 这几种方法均可测量，今天我们这节课选择第一种测量方案。

2、实验方法
教师：引导学生阅读教材72页有关内容，回答问题。

（1）用水果电池的优点是什么？电源的正负极如何鉴别？其内阻与哪些因
素有关？实验过程中会有何变化？实验中要注意什么？
（2）简要写出实验步骤。

学生：阅读教材，解决以上问题。

在教师指导下完成实验，要记录至少六
组实验数据。

3、数据处理
原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我
们可以多测几组求平均，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。

Ir IR E +=r R
U U E +=
明确：
（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 和U 的变化。

实验中至少得到5组以上实验数据，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。

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，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电源
电动势E 。

横轴截距点（路端电压U =0）意味着短路情况，它的数值就是短路
电流。

说明：①两个截距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。

②由于r 一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。

为了使测量结果准
确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r 时选取直线上相距较远的两点求得。

（三）课后小结
这节课我们学习了测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。

并学习了
r
E。