2011年高二物理教案4.3《测量电源的电动势和内阻》(鲁科版选修3-1)

图七

第三节 测量电源的电动势和内电阻

【教学目的】

1、学会应用欧姆定律解决实际问题，知道测量电源电动势和内电阻的原理和常用方法。复习和巩固电压表和电流表的使用。

2、了解实验数据处理的两种常规方法——代数法和图象法；特别是进一步理解和应用图象法处理数据。

【教学重点】

电源电动势和内阻测量的方法和实验数据处理的两种方法

【教学难点】

电源电动势和内阻测量的方法和实验数据处理的两种方法

【教学媒体】

实验器材（分组实验）：电压表、电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线若干

【教学安排】

1. 伏安法测电源的电动势和内阻的基本原理：原理如

图四所示。

（1） 由U=E-Ir 可知，测出几组U 、I 值，作出如图五所示的U —I 图象，图线在U 轴上的截距为

E 。图线的斜率的绝对值为电阻r=

2

12

1I I U U --。

（2） 用伏安法测电池的电动势和内阻的两种变形方法

①用电阻箱、电流表测定？——实验电路如图六所示：

改变电阻箱的阻值，记录R 与I ，应用⎩

⎨⎧+=+=)()

(2211r R I E r R I E ,求出

E 、r 。为了准确，可多测几组数据，求E 与r 各自的平均值。

②用电阻箱、电压表测定——①实验电路如图七所示

改变电阻箱的阻值，记录R 与U ，应用⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧

+=+=r R U U E r R U U E 22

21

11,求出

E 、r 。多测几组数据分别求出几组E 、r 的值，再利用平均法求出

E 、r ，即为测量值。

2.

* 用伏安法测电池的电动势和内阻的误差分析

图六

1图

若采用图八（a ）或（b ）电路，根据闭合电路欧姆定律，由两次测量列方程为 E 测=U 1+I 1r 测 E 测=U 2+I 2r 测 解得：E 测=

1

22

112I I U I

U I --

r 测=

1

22

1I I U U --

若考虑电流表和电压表的内阻，

对图八（a ）电路应用闭合电路欧姆定律有 E=U 1+（I 1+

V

R U 1

）r E=U 2+（I 2+

V

R U 2

）r 式中E 、r 为电源电动势和内阻的真实值。 解得：E=

V

R U U I I U I U I 2

1122

112)(--

-->E 测

r=

V

R U U I I U U 2

1122

1)(--

-->r 测

对图八（b ）电路应用闭合电路欧姆定律有 E=U 1+I 1r+I 1R A E=U 2+I 2r+I 2R A

解得：E=

1

22

112I I U I U I --=E 测

r=

A R I I U U ---1

22

1

3. 巩固练习某学生用安培计和伏特计测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的取值范围为0→20Ω，连线电路的实物图如图所示。（95年上海） （1）该学生接线中错误的和不规范的做法是（ ） A ．滑动变阻器不起变阻作用 B ．安培计接线有错 C ．伏特计量程选用不当 D ．伏特计接线有错

(2)在方框里画出这个实验正确电路图。

4. 分组实验：要求学生自行操作前4项，并在完成实验的基础上思考讨论后面的3个

A

V

R （

S A V

R (b)

S 图八

问题。

（1）观察桌面上所提供的器材，选择合适的电路及接线方式，画出电路图。

（2）实物连线——注意连线不要交叉，线路要简洁明了。检查无误后才可闭合开关。

（3）调节并测量5组数据并记录。——注意电流不要调得太大，以免烧毁电源。

（4）用坐标纸描绘U-I图，从图中的得出电动势与内电阻值。

（5）你还可以怎么求出电动势和内电阻，请说明步骤。

（6）在绘坐标图时你有什么困难？你是如何解决这一问题的？

（7）这个实验主要有哪些因素会导致测量误差，我们可以用什么方法来尽量减小误差？

随堂导练——书P80/1、2、3

【课后作业】

教材全练：P53-54

【课后反思】