高二物理:4.3《测量电源的电动势和内电阻》教案 鲁科版选修3-1

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图七

第四章 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

(b)

图八

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】

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