2018-2019学年高中物理选修3-1(人教版)课件：第二章第10节实验：测定电池的电动势和内阻

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高二上学期物理人教版选修3-1课件：_第二章第10节实验：测定电池的电动势和内阻

(1)一位同学记录的6组数据见表,试根据这些数据在图乙中画出U-I图象,根据
图象读出电池的电动势E=
V,求出电池内阻r=
Ω。
I(A) 0.12 U(V) 1.37
0.20 1.32
0.31 1.24
0.32 1.18
0.50 1.10
0.570 1.05
(2)若不作出图线,只选用其中两组U和I的数据,用公式E=U+Ir列方程求E和r,这
【素养训练】给你一个电阻箱、电压表、开关及导线,如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内阻。 (1)请在虚线框内画出电路图。
(2)实验过程中,将电阻箱拨到45 Ω时,电压表读数为0.90 V;若将电阻箱拨到
如图甲所示的
Ω时,电压表的读数如图乙所示是
V。
(3)根据以上实验数据,可以算出该节干电池的电动势E=
3
3
(2)图象法
①根据多次测出的U、I值,作U-I图象;
②将图线两侧延长,纵轴截距的数值就是电池电动势E; ③横轴截距(路端电压U=0)的数值就是短路电流 E ;
r
④图线斜率的绝对值等于电池的内阻r,即r=| U|= E ,如图所示。
I I短
【思考·讨论】 (1)本实验要获得的是什么数据? 提示:要通过电压表、电流表获得外电压和电路的电流这两个数据。 (2)测两组数据够吗? 提示:根据实验原理,两组数据就可以解出E、r,但误差可能很大。为了减小误差, 只有两组数据还不够,还应该调节滑动变阻器获得多组数据。
(3)由闭合电路的欧姆定律得E=U+U ·r
代入数据得E=0.90+0.90r
R
E=1.1+1.1·r
45
110

人教版高中物理选修3-1第二章第10节实验：测定电池的电动势和内阻

②图象法
1、建立坐标系、描点．纵轴表示电压，横轴表示电流，取合适的标度，使所描坐标点绝大部分分布在坐标纸上；
2．根据描出的坐标点作出U－I图像，并延长与两坐标轴相交．
3．测算电动势和内电阻，准确读出 U－I 图线与纵轴和横轴的交点坐标，即读出 E 和 I 短，进一步算出内阻 r＝IE短＝ΔΔUI ，如图所示．
2.本实验在电键闭合前，变阻器电阻调至最大值
3．在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化．
4．在画U－I图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上．不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差．
2.10实验：测定电源电动势和内阻
1、闭合电路欧姆定律
I E Rr
复习
2、电源电动势与内、外电压关系
E U外 U内 U Ir
U/V
E
由U =E -Ir 可知，U
回是I 的一次函数。
顾0
I短 I/A
（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E
（2）图象在横轴上的截距为短路电流I短
（3）图象斜率的绝对值为电源内阻 r
其他方法一：电阻箱和电流表测定法
方法 2.安阻法：由 E＝IR＋Ir 知，只要用电流表和电阻箱测出 I、R 的两组数据，列出关于 E、r 的两个方程，从而解出 E、r，电路如图所示．
E=I 1(R1+r) E=I2 (R2+r)
题型 2 用安阻法测电源的电动势和内阻【例 2】要测定某电源的电动势和内阻，某同学按如图所示的电路图连接好电路并进行如下操作： (1)闭合开关 S，多次调节电阻箱的阻值，并记录下每次的电阻值 R 及对应的电流表 A 的示数 I(电流表的内阻很小，可忽略不计)；

2018-2019学年度高中物理(人教版)选修3-1教学课件：第二章 3 欧姆定律

一、
对欧姆定律的理解
知识精要
1.适用条件 (1)适用于金属导体或电解质溶液导电。 (2)仅适用于纯电阻电路,对非纯电阻电路不适用。 2.欧姆定律的“两性” (1)同体性:表达式中三个物理量 U、I、R 对应于同一段电路或导体。 (2)同时性:U、I、R 对应于同一时刻。
3.I= 、R= 的区别公式 I=
3 5
解析:解法一:由欧姆定律得 R= 0,电压变化后有 R= 得 I0=1.0 A。电压加倍后,同理可得 R= 解法二:由
Δ��1 R= Δ��1
2��0 5
�� 0
3��0 5
��0 ��0
=
2��0 ,所以 I2=2I0=2.0 ��2
测量地电流
1.利用如图所示的实验电路,探究导体中的电流与电压、电阻的关系, 根据下表中的实验数据,作出导体的 U-I 图象,写出其函数关系式并说明电压与电流有什么关系。
电压 U/V 电流 I/A
0 .5 0 .1
1 .0 0 .2
1 .5 0 .3
2 .0 0 .4
2 .5 0 .5
答案:
根据图线可得 U=kI,U 与 I 成正比。
预习交流 2 探究在 I-U 图象中,伏安特性曲线的斜率表示的物理意义是什么?
答案:在 I-U 图象中,伏安特性曲线的斜率表示导体电阻的倒数, k= 图线的斜率越大,电阻越小。
Δ�� Δ��
= 。
1 ��
3.实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线 (1)实验器材:小灯泡(2.5 V 0.5 W)、电压表、电流表、滑动变阻器、电源(3 V)、开关、导线若干。

选修3-1第二章第10节实验：测定电池的电动势和内阻

图 2－10－12
(2)0.6 A 量程时，电流表读数为 0.280 A；0～3 A 量程时，读数为 1.40 A．电压表取 0～3 V 量程时，读数为 0.70 V，取0～ 15 V 量程时，读数为 3.50 V.
ΔU 1.5－0.8 (3)由图线知 E＝1.5 V，所以 r＝＝ Ω＝1 Ω. 0.7 ΔI
，联立求解可得 E
图 2－10－4
图 2－10－5
(2)图象法：由 E＝U＋Ir，有 U＝E－Ir，故根据伏安法数据作出 U－I 图象，如图 2－10－5 所示．图线斜率的绝对值为
电源内阻 r 的大小；当 I＝0 时，U＝E，即图线与纵轴交点的坐
E 标值为电源电动势；当U＝0时，r＝，其中I为短路时的电流， I
E－U0 E r＝，若不是从零开始，如图乙所示，则 r＝ . I0 I0
图 2－10－6
【注意事项】
(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的 1 号干电池或水果电池)． (2)由于干电池在大电流放电时极化现象严重，电动势会明显下降，内阻 r 会明显增大，故实验中不能将电流调得过大(长时间放电不宜超过 0.3 A，短时间放电不宜超过 0.5 A)，且读数要快，读完后立即切断电源．
E＝I(R＋r) I、R 组_____值，就能算出电动势和内阻．原理公式：__________.
(3)用电压表、电阻箱测量．如图 2－10－3 所示，测出两 U E＝U＋ Rr U、R 组______值，就能算出电动势和内阻．原理公式：__________.
图 2－10－1
图 2－10－2
图 2－10－3
2．下图给出了测定一节干电池的电动势和内阻的实验电路图．由于一般电池的内阻较小(比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相差不多)，所以为使测量结果比较准确，应选用下列哪种电路( B )

2020届人教版高中物理选修3-1学案：第二章第10节实验：测定电池的电动势和内阻含答案

第10节实验：测定电池的电动势和内阻一、实验目的1．知道伏安法测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关系。

2．学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。

3．尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法。

二、实验原理实验电路如图所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程：E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，联立可解出E、r的值。

三、实验器材待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。

四、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按实验电路图连接好实物电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。

2．闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数。

3．同样的方法，依次记录多组U、I值。

4．断开开关S，拆除电路。

5．以U为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，过这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻。

五、数据处理为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法：1．公式法利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如表所示：实验序号 1 2 3 4 5 6I /AI 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 U 外/VU 1 U 2 U 3 U 4 U 5 U 6分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E 1、r 1，E 2、r 2，E 3、r 3，求出它们的平均值E ＝E 1＋E 2＋E 33，r ＝r 1＋r 2＋r 33作为测量结果。

2．图像法把测出的多组U 、I 值，在U -I 图中描点画图像，使U -I 图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U ＝E －Ir 可知：(1)纵轴截距等于电源的电动势E ，横轴截距等于外电路短路时的电流I m ＝E r。

测电池的电动势和内阻说课

问题四：为了结约，把用旧了的电池和新电池混搭使用合理否？讨论得出：不合理，由于用久了的旧电池内阻较大，混在一起反而降低新电池的效率。此环节设计目的：通过对比实验，让学生把科学与生活相连接，用实验探究解决实际问题，使学生明白实验不是依葫芦画瓢，而是科学探究的一个重手段。
三、重新实验，处理数据：换用旧电池，重做上述实验（实验时，调节测滑动变阻器，让电流成倍变化，以方便后面作图），提出问题：通过实验数据，如何求出电池的电动势和内阻？思考得出：1、公式法：原理公式：E＝U＋Ir E＝U1＋I1r E＝U2＋I2r
三、情感态度与价值观
使学生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，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。
三、教学重点、难点
重点：测电池的电动势和内阻的原理和方法及学生实验能力的培养。难点：用代数法和图象法分析处理实验数据及实验误差的分析。
五、教学方法
针对本节课的三维目标和学情分析，本节课主要采用以下教学方法：实验法、讲解法、对比法、讨论法
六、课前准备及课时安排： 1．学生的学习准备：预习学案。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案，实验器材的准备。 3．教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。课时安排：1课时。七、实验器材：电流表、电压表、干电池（新的、旧的、即将报废的都准备好，用以做对比实验）、开关、滑动变阻器（0－20Ω）、导线、坐标纸等。
二、三维目标
一、知识与技能
1、理解闭合电路欧姆定律内容 2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。 3、用公式法和图象法求解电动势和内阻。 4、让学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路、选择仪器和对比实验，开阔思路，激发兴趣。

人教版高中物理选修31 第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻

（2）请在线框中画出电路图（实验数据要求尽量准确）
②电流表G（I =3mA，内阻R =10Ω） E真=I1（R1+ RA+ r真） ③
请完成课堂检测1-3题。
g 由于电压表的分流作用，使r测<r真
g
（2）使用旧电池或保护电阻。
③电流表A（0～0.6A） ②电流表G（Ig=3mA，内阻Rg=10Ω）
确认后再用签字笔描好。
器材：量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表（具有一定内阻）、
固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干要求：① 画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符
号或字母标出） ② 实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1，当电
流表读数为I2时，电压表读数为U2，则可以求出E= ______________
如图是测量电源电动V势和内电阻的电路，下列关于系统误差说法，正确的是
A.
( 1.4 ) 1.3
5号A或的字电母流标表出（A）具有一定内阻）、
1.2
固定电阻R=4Ω、电键K、滑线变阻器R′、导线若干
1.1
(如这图时是图测线量与电横源轴电的动交势甲点和不内再电是阻短的路电电路流，) 下列关于系统误乙差说法，正确的是
的点，使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点可舍去。（5）画U--I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，
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)
例3.下图为测电源电动势和内阻电路，备有器材：一节待测
最确由干变大定于阻电系阻电值流统：表误2和差器池0电导Ω,压致5有，0表ΩE测的，电R量1K1程Ω(，压E1按真图0表，示Ωr电测(路,把2器0材-r连A真3好？V。))和,电R2流(1表00(Ω0-，0.06.A1A. ,).r各.A=一1Ω只)。,滑动

高中物理第2章第10节实验：测定电池的电动势和内阻

10．实验：测定电池的电动势和内阻三维目标知识与技能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。

过程与方法1．通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣； 2．养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。

情感、态度与价值观1．使学生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；2．培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣； 3．培养学生合作探究的团队意识。

教学重点掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。

教学难点如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。

教学方法讨论法、启发法、分析归纳法，分组实验。

教具准备电流表、电压表、滑动变阻器、开关、旧两节电池、导线若干。

教学过程［新课导入］在闭合电路欧姆定律一节的例题中我们学习过一种利用闭合电路欧姆定律求电池电动势和内电阻的方法。

利用闭合电路欧姆，用哪些仪器、方法都可以测定电池的电动势和内阻呢？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。

［新课教学］一、实验原理要测出干电池的电动势和内电阻，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。

主要有下面的四种方案。

1．伏安法用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。

根据电压表和电流表所接位置的不同，原理电路有两种，如下图。

设电源电动势为E ，内阻为r ，路端电压为U ，回路中的总电流为I ，根据闭合电路欧姆定律有原理公式：E ＝U ＋Ir 从理论上讲，如果能测出U 、I 的两组数据，就可以列出两个关于E 、r 的方程，于是能够从中解出E 和r 。

E ＝U 1＋I 1r E ＝U 2＋I 2r解得：211221I U I U E I I -=-，1221U U r I I -=-。

VAE r S RVAE r S R2．欧安法用电流表、电阻箱测量。

2018-2019学年高中物理(人教版)选修3-1课件：第2章恒定电流2-6-2

实验创新
例1
某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱
体的尺寸和电阻。 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度
5.01 和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为 ______
5.316(5.310～5.320) mm。 cm，直径为_____________________
(2)按图丙连接电路后，实验操作如下： ①将滑动变阻器 R1 的阻值置于最________( 选填“大” 大或“小”)处；将 S2 拨向接点 1，闭合 S1，调节 R1，使电流表示数为 I0。
5．数据处理 (1)求 Rx 的平均值的两种方法 U ①第一种是用 Rx＝算出各次的数值，再取平均值。 I ②第二种是用 UI 图线的斜率求出。 (2)计算电阻率：将记录的数据 Rx、l、d 的值代入电阻 S πd2U 率计算公式 ρ＝Rx ＝。 l 4lI
6．误差分析 (1)金属丝直径、长度的测量带来误差。 (2)若为内接法，电流表分压造成误差；若为外接法，电压表分流带来误差。 7．注意事项 (1)测量直径应在导线连入电路前进行，测量金属丝的长度，应在导线连入电路后拉直的情况下进行。 (2)本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。 (3)电流不宜太大(电流表用 0～0.6 A 量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。
可供使用的器材有：电流表：量程 0.6 A，内阻约 0.2 Ω；电压表：量程 3 V，内阻约 9 kΩ；滑动变阻器 R1：最大阻值 5 Ω；滑动变阻器 R2：最大阻值 20 Ω；定值电阻：R0＝3 Ω；电源：电动势 6 V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：
R2 (1)实验中滑动变阻器应选________( 选填“R1”或“R2”)， a 闭合开关 S 前应将滑片移至________( 选填“a”或“b”)端。

2018-2019高中同步新课标高中物理人教版选修3-1课件：第二章恒定电流2.2

非静电力只在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能；但静电力在整个闭合电路上都要做功，将电能转化为其他形式的能．不能只认为静电力只在外电路做功，因电源有内阻，在内电路上部分电能转化为内能，这要通过静电力做功来实现转化．
2－1：电动势为 1.2 V 的计算器电池，在电路中用 1.2 s 时间移送 2 C 的电荷量．
解析：本题考查的是电动势和电压的区别，关键是区分电动势和电势差这两个物理概念．电动势和电压有着本质的区别，所以 A 选项错，C 选项对；当电源开路时，电源两极间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压与外电路有关系，随外电路的变化而变化，故 B、D 错．
答案： C
解题必备： (1)电源的电动势由电源自身决定，电动势大小与 W、q 均无关．
(2)E＝Wq 只是电动势的定义式而非决定式，电动势在数值上等于在电源内移送单位电荷量时，非静电力做功将其他能量转变为电能的大小．
解析：电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，电动势是表征电源这种转化本领大小的物理量，电动势的大小是由电源本身决定的，E＝Wq 只是电动势的定义式而非决定式，选项 A、C 错误，D 正确；由 E＝Wq 知，电动势在数值上等于在电源内移送单位电荷量时，非静电力做功将其他能量转变为电能的大小，所以选项 B 正确．
E＝Wq ＝1.38×001005 V＝60 V 答案： 60 V
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(2)能量转化关系如图所示．
电源的参数——电动势、内阻 1．电动势 (1)物理意义：表征电源把__其__他__形__式__的能转化为__电__能__本领的物理量． (2)定义：电动势指在电源内部，非静电力把正电荷由_负__ 极移送到_正___极，非静电力所做的功 W 与__移__送__电__荷__q____的比值，用 E 表示，即 E＝Wq ，电动势的单位是__伏__特__．

2018-2019高中同步新课标高中物理人教版选修3-1课件：第二章恒定电流2.1

解析：电荷量 q＝It，单位体积内的电子数已知，只要求出 Δt 时间内有多少体积的电子通过截面，即可求出电子数．
(1)根据电流的定义式，可知在 Δt 内通过导线截面的电荷量 q＝IΔt.
所以在这段时间内通过的自由电子数为 N＝q/e＝IΔt/e. (2)自由电子定向移动的速率是 v，因此在时间 Δt 内位于以截面 S 为底、长 l＝vΔt 的这段导线内的自由电子都能通过截面．这段导线的体积 V＝Sl＝SvΔt，所以 Δt 内通过截面 S 的自由电子数 N＝nV＝nSvΔt，所以 A、C 正确．答案： AC
思路图解：
解析： (1)10 s 内通过某一横截面的电量是 10 C，则 I＝qt ＝1100Cs ＝1 A (2)正电荷形成的电流 I1＝1100Cs ＝1 A 负电荷形成的电流 I2＝1100Cs ＝1 A 因负电荷形成的电流方向与其定向移动方向相反，所以两种电荷形成的电流方向相同．故电解液中的电流 I＝I1＋I2＝2 A 答案： (1)1 A (2)2 A
【思一思·判一判】 (1)电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续电流．( ) (2)电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向．( ) (3)电流的方向与电荷定向移动的方向相同．( ) (4)恒定电流的大小、方向均不变．(
答案： (1)√ (2)× (3)× (4)√
要点探究区
对电流的理解 1．电流的形成电荷的定向移动形成电流．电荷定向移动的动力来源于导体中的自由电荷受到的电场力． 2．形成电流的两个条件电路中有电源且电路闭合． 3．电流的方向 (1)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反． (2)金属导体中自由移动的电荷是自由电子，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反．

2018-2019学年高二物理人教版选修3-1课件：本章整合1

理 QB<QA。再由相互间库仑力大小相等得
�� = �� = �� 2 2 �� 2
本章整合
电荷守恒定律基本规律
�� 库仑定律:�� = �� 1 2 2 ��
定义:�� = 电场强度力的性质电场线
��
点电荷电场强度:�� = �� 2 �� 意义:表示电场强弱、方向特点:不封闭、不相交、垂直于等势面
匀强电场:�� = �� 等势面:跟电场线垂直能的性质静电力做功计算公式:�� = �� 特点:跟路径无关静电平衡状态内部电场强度处处为零电场中的导体规律导体是等势体,表面是等势面表面处电场强度与表面垂直静电荷分布在外表面
�� Δ�� 定义:�� = ,�� = �� Δ�� 电容器和电容 ��r �� 平行板:�� = 4π��
��
静电力:�� = �� 电势能��p :电荷在电场中具有的势能电势:�� = 电场的描述电势差
��p ��
定义:�� =
�� = �� -��

2018-2019学年高中物理人教版版选修3-1课件：带电粒子在电场中的运动

到 B 点，设 A、B 两点间的电势差为 U，由动能定理有
对质子：12mHv2H＝qHU，
对 α 粒子：12mαvα 2＝qαU.
所以vvHα ＝
qqHαmmHα＝
12× ×41＝
2 1.
[答案] 2∶1
该电场为非匀强电场，带电粒子在 A、B 间的运动为变加速运动，不可能通过力和加速度的途径解出该题，但注意到电场力做功 W＝qU 这一关系对匀强电场和非匀强电场都适用，因此从能量的角度入手，由动能定理来解该题很方便．
解析：(1)①设离子带电荷量为 q，质量为 m，经过加速后的速度为 v，则 qU＝12mv2① 离子飞越真空管 AB 做匀速直线运动，则 L＝vt1② 由①②两式得离子比荷mq ＝2LU2t12③ ②离子在匀强电场区域 BC 中做往返运动，设加速度为 a，则 qE＝ma④
为 U 的电场加速后，获得的速度为 v＝ m .
[判断] (1)质量很小的粒子不受万有引力的作用．( ) (2)带电粒子在电场中只受电场力作用时，电场力一定做正功．( ) (3)电场力做正功时，粒子动能一定增加．( ) 提示：(1)× (2)× (3)×
二、带电粒子的偏转
质量为 m、带电荷量为 q 的基本粒子，以初速度 v0 平行于两极板进入匀强电场，极板长为 l，板间距离为 d，板间电压为 U.
，则 tan θ＝vv⊥0＝
qUl mdv20
.
[判断] (1)带电粒子以初速度 v0 垂直进入匀强电场中，做类平抛运动．( ) (2)解答带电粒子在电场中偏转问题的基本方法是运动的合成与分解．( ) (3)带电粒子在匀强电场中的偏转角度与偏转电压有关．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)√
三、示波管的原理 1．构造示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪(发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极 (由一对 X 偏转电极板和一对 Y 偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图所示．

测电池电动势和内阻(达标课)-郑州市达标评优课

➢地位：既是电学四大实验之一，又是闭合电路欧姆定律的深化、延伸和应用，具有重要的实际意义。
➢ 意义：①加深对闭合电路欧姆定律的理解和应用；
②再次熟悉图象法处理数据；③训练电学实验中操作技能，培养学生合作、探究、动手的能力。
一、教学目标的制定
3.学情分析
授课年级角度：高三年级学生知识和能力角度：（1）学习过电动势和闭合电路欧姆定律知识，对电路设计、器材的选择和使用、电路连接、数据记录与处理等方面有一定的基础；（2）之前在问题与练习的教与学中，已经为分组实验作了充足理论准备。（3）授课前已让中等生做过本实验，
且成功测量出：E和r。
一、教学目标的制定
课程标准 1.通过阅读教材和小组合作讨论，阐述设计的实验（指导）原理、方法以及需要测量的物理量。
教材 2.通过小组合作、动手操作实验，能测量、记录、
（依据）处理实验数据，并能分析测量误差，至少会说出
学情
一种减小误差的方法。
（基础） 3.通过对实验数据和整个探究过程的分析，总结实
理解闭合电路欧姆定律，会测量电源的电动势和内阻。（通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图象法在研究物理问题中的作用。）
一、教学目标的制定
2.教材分析
➢ 内容：人教版高中物理选修3-1第二章第10节。教
材提供三种方案，原理大致相同。课上详细分析第一种方案，让学生理清E和r测量的思维线索。
I测
突破难点
U测
本质：由于电压表分流。
测量的电阻相当于电压表内阻与电源内阻并联后的总阻值，故：测量值小于真实
本质：由于电流表分压。测量的电阻相当于电流表内阻与电源内阻串联后的总阻值，故：测量值大于真实值

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图丙
结论： ①E 为真实值． ②I 短测<I 短真． E ③因为 r 测＝，所以 r 测>r 真， r 测为 r 真和 RA 的串联 I短测值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时 r 测的测量误差非常大．
【注意事项】 1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的 1 号干电池或水果电池)． 2．由于干电池在大电流放电时极化现象严重，电动势会明显下降，内阻 r 会明显增大，故实验中不能将电流调得过大(长时间放电不宜超过 0.3 A，短时间放电不宜超过 0.5 A)，且读数要快，读完后立即切断电源；
Δ U Δ I .
【误差分析】 1．偶然误差 (1)由读数不准和电表线性不良引起误差． (2)用图象法求 E 和 r 时，由于作图不准确造成的误差． (3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起 E、r 变化．
2．系统误差由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差． (1)对图甲，设通过电源电流为 I 真，电流表读数为 I
阻 r 的值．如图所示．
【实验器材】被测干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线若干．
【实验步骤】 1．电流表用 0.6 A 量程，电压表用 3 V 量程，按图连接好电路． 2．把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端． 3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1， U1)．用同样方法测量出多组 I、 U 值．填入表格中． 4．断开开关，拆除电路，整理好器材．
图甲结论：
图乙
①当电压表示数为零时，IV＝0，I 测＝I 短，短路电流测量值＝真实值．
②E 测<E 真． E测 ③因为 r 测＝，所以 r 测<r 真，从电路的角度看，电压 I短表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r 测和 r 测)，如上图甲所示，因为电压表和电池并联，所以 r 测小于电池内阻 r 真，因为外电阻 R 断开时，a、b 两点间电压 Uad 等于电动势 E 测，此时电源与电压表构成回路，所以 Uad<E 真，即 E 测<E 真．
4．画 U－I 图线时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧．
5．纵坐标可不从零开始，如右图所示，计算内阻时，要在直线上取两较远点用 ΔU r＝求出(横坐标必须从零开始)． ΔI
【数据处理】本实验中数据的处理方法：一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法．
组数第1组第2组第3组第4组第5组第6组 U/V I/A
方法一：联立六组对应的 U、I 数据，数据满足关系式 U1＝E－I1r，U2＝E－I2r，U3＝E－I3r…第 1 式和第 4 式联立方程，第 2 式和第 5 式联立方程，第 3 式和第 6 式联立方程，这样解得三组 E、r，取其平均值作为电池的电动势 E 和内阻 r 的大小．
测
，电压表内阻为 RV，电压表读数为 U，电压表分流为 IV，
U U 由电路结构，I 真＝I 测＋IV＝I 测＋，U 越大，IV＝越 RV RV U 大，U 趋于零时，IV＝也趋于零．它们的关系可用图乙 RV 表示，由测量数据画出的图线为 AB 线．
根据修正值，图线上每点电压对应电流的真实值大于测量值，作出修正之后 U－I 的图线为 CB 线．
(2)对图甲，设电源电压为 U 真，电压表读数为 U 测，电流表内阻为 RA，电流表读数为 I，电流表分压为 UA. 由电路结构 U 真＝U 测＋UA＝U 测＋IRA，所以在 U－I 图象上对应每一个 I 值应加上一修正值 UA＝IRA.由于 RA 很小，当 I 很小时，UA 趋于零，I 增大，UA 也增大．理论值与实验值的关系如图乙所示．AB 为由测量数据画出的 U－I 图线，AC 为修正之后的 U－I 图线．比较图线可知 E 测＝E 真，r 测>r 真．
图甲
图乙
电流表内接实验电路产生的相对误差也可以根据等效电源的方法进行定量计算，电流表看成内电路的一部分．如图丙虚线框所示，内阻的测量值，即等效电源的内阻为电源内阻和电流表内阻之和 r 测＝r 真＋RA>r 真，相对 RA 误差为 r .
因为 RA 与 r 真接近甚至大于 r 真，所以，相对误差很大，远远超出实验误差允许范围，内阻的测量已没有意义．当然对于低压电源而内阻值几千欧的水果电池而言，其相对误差则较小，这时则要选择此实验电路了．
第二章
恒定电流
10 实验：测定电池的电动势和内阻
【实验目的】 1．掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内电阻的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律． 2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法．
【实验原理】本实验的依据是闭合电路的欧姆定律，实验电路如图，改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组 U、 I1U2－I2U1 U2－U1 I 值，由 U＝E－Ir 可得 E＝、 r＝以上方 I1 － I2 I1 － I2 法，误差较大，为减小误差，实验中至少测出 6 组 U、I，且变化范围要大些，然后在 U－I 图中描点作图，所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内
水果电池的内阻变化也比较明显，测量前应做好充分准备，测量尽量迅速，在内阻发生较大变化之前结束测量． 3．测出不少于 6 组 I、U 数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的 I、U 数据中，第 1 和第 4 组为一组，第 2 和第 5 组为一组，第 3 和第 6 组为一组，分别解出 E、r 值再求平均值．
方法二：在坐标纸上以路端电压 U 为纵轴、干路电流 I 为横轴建立 U－I 坐标系，在坐标平面内描出各组(I， U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻 r，即 r＝

2018-2019学年高中物理选修3-1(人教版)课件：第二章 第10节 实验：测定电池的电动势和内阻