人教高中物理選修— 實(shí)驗(yàn)測定電源的電動勢和內(nèi)電阻

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1、會計(jì)學(xué)1人教高中物理選修人教高中物理選修 實(shí)驗(yàn)測定電源的電實(shí)驗(yàn)測定電源的電動勢和內(nèi)電阻動勢和內(nèi)電阻教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)n n一、知識與技能一、知識與技能一、知識與技能一、知識與技能n n1 1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容n n2 2、理解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理，、理解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理，體驗(yàn)測定電源的電動勢和內(nèi)阻的探究過程。體驗(yàn)測定電源的電動勢和內(nèi)阻的探究過程。n n3 3、用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻。、用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻。n n4 4、使學(xué)生掌握利用儀器測量電池電動勢和內(nèi)電、使學(xué)生掌握利用儀器測量電池電動勢和內(nèi)電阻的方法，并通過

2、設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，開闊思阻的方法，并通過設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，開闊思路，激發(fā)興趣。路，激發(fā)興趣。n n二、過程與方法二、過程與方法二、過程與方法二、過程與方法n n 1 1、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法。規(guī)律的科學(xué)思維方法。n n 2 2、學(xué)會利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。、學(xué)會利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。第1頁/共21頁n n三、情感態(tài)度與價(jià)值觀三、情感態(tài)度與價(jià)值觀三、情感態(tài)度與價(jià)值觀三、情感態(tài)度與價(jià)值觀n n使學(xué)生理解和掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理問題的使學(xué)生理解和掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理問題的基本程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求

3、基本程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和不斷求索的精神，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實(shí)的態(tài)度和不斷求索的精神，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和操作能力，提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的動思維能力和操作能力，提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的動機(jī)和興趣。機(jī)和興趣。n n教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) n n利用圖線處理數(shù)據(jù)利用圖線處理數(shù)據(jù)n n教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)n n如何利用圖線得到結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析如何利用圖線得到結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析n n教學(xué)工具教學(xué)工具教學(xué)工具教學(xué)工具n n電池，電壓表，電流表，滑線變阻器，開關(guān)，導(dǎo)電池，電壓表，電流表，滑線變阻器，開關(guān)，導(dǎo)線線n n教學(xué)方法教學(xué)方法教學(xué)方法教學(xué)方

4、法n n實(shí)驗(yàn)法，探究法實(shí)驗(yàn)法，探究法第2頁/共21頁一一、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理:1 1、根據(jù)、根據(jù)閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律E=UE=U外外+Ir+Ir，則則 路端電壓路端電壓 U U外外=E-Ir=E-Ir.2 2、改變負(fù)載電阻，可得到不同的路端電壓、改變負(fù)載電阻，可得到不同的路端電壓.E E，r r不變不變負(fù)載負(fù)載R R增大增大電流電流I I減小減小U U內(nèi)內(nèi)減小減小U U外外增大增大第3頁/共21頁3 3、在電路中接入的負(fù)載電阻分別是、在電路中接入的負(fù)載電阻分別是R R1 1、R R2 2時，對應(yīng)的時，對應(yīng)的 在電路中產(chǎn)生的電流為在電路中產(chǎn)生的電流為I I1 1、I I2 2，路端電壓

5、為，路端電壓為U U1 1、U U2 2，則代入，可獲得一組方程：，則代入，可獲得一組方程：從而計(jì)算出：從而計(jì)算出：第4頁/共21頁實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法1、U-I法法：E=U+IrrIUErIUE2211+=+=2、I-R法法：E=IR+Ir3、U-R法法：rRUU+E=第5頁/共21頁1、電路選擇、電路選擇及誤差分析及誤差分析AVS甲RAVS乙R一般采用一般采用甲圖甲圖電路誤差較小電路誤差較小甲圖：甲圖：誤差來源于電壓表的分流作用誤差來源于電壓表的分流作用乙圖：乙圖：誤差來源于電流表的分壓作用誤差來源于電流表的分壓作用二、二、U-I法法電路和器材的選擇電路和器材的選擇適宜測適宜測小小內(nèi)阻電源內(nèi)阻

6、電源適宜測適宜測大大內(nèi)阻電源內(nèi)阻電源第6頁/共21頁利用圖象誤差分析AVKE,r1、本實(shí)驗(yàn)中，存在的、本實(shí)驗(yàn)中，存在的系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是由于是由于 電壓表的分流電壓表的分流引起。引起。2、由、由U-I圖線可知，該實(shí)驗(yàn)的測圖線可知，該實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果將導(dǎo)致電源的電動勢量結(jié)果將導(dǎo)致電源的電動勢E和和內(nèi)阻內(nèi)阻r都都偏小偏小。0UI測量值測量值真實(shí)值真實(shí)值斜斜 率率k k絕絕 對對 值值=r r電流表內(nèi)接時電流表內(nèi)接時第7頁/共21頁AVKE,r1、本實(shí)驗(yàn)中，存在的、本實(shí)驗(yàn)中，存在的系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是由于是由于 電流表的分壓電流表的分壓引起。引起。2、由、由U-I圖線可知，該實(shí)驗(yàn)的測圖線可知，該實(shí)驗(yàn)的測

7、量結(jié)果將導(dǎo)致電源的內(nèi)阻量結(jié)果將導(dǎo)致電源的內(nèi)阻r偏大，偏大，但電動勢但電動勢E測測=E真真。0UI測量值測量值真實(shí)值真實(shí)值利用圖象誤差分析電流表外接時電流表外接時斜斜 率率k k絕絕 對對 值值=r r第8頁/共21頁2、器材選擇、器材選擇：安培表：安培表：00.6A伏特表：伏特表：03V滑動變阻器滑動變阻器：阻值較小的阻值較小的,最大阻值最大阻值1020被測干電池：內(nèi)阻較大被測干電池：內(nèi)阻較大電鍵和導(dǎo)線電鍵和導(dǎo)線第9頁/共21頁1、按原理圖連接、按原理圖連接實(shí)物圖實(shí)物圖AVS甲甲R三、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)步驟第10頁/共21頁2、把變阻器的滑、把變阻器的滑片移到一端使其阻片移到一端使其阻值最大值最

8、大3、閉合電鍵、閉合電鍵,調(diào)節(jié)變阻器調(diào)節(jié)變阻器,使電流表的讀數(shù)有明使電流表的讀數(shù)有明顯示數(shù)顯示數(shù),記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)記錄一組電流表和電壓表的示數(shù),用同樣用同樣的方法測量并記錄幾組的方法測量并記錄幾組U,I值值4、斷開電鍵、斷開電鍵,整理好器材整理好器材第11頁/共21頁方法一方法一:公式法公式法改變改變R的阻值，從電流表和電壓表中讀取的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次幾次I、U的值，算出的值，算出E、r取平均值取平均值.四、數(shù)據(jù)處理四、數(shù)據(jù)處理第12頁/共21頁EI短短方法二方法二:圖象法圖象法在坐標(biāo)紙上以

9、在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測出幾組為縱坐標(biāo)，用測出幾組的的U，I值畫出值畫出UI圖像圖像.EIr=短短EE等于等于U軸截距軸截距r等于直線的等于直線的斜率的絕對值斜率的絕對值第13頁/共21頁五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng)1、本實(shí)驗(yàn)在電鍵閉合前，變阻器滑片應(yīng)置于、本實(shí)驗(yàn)在電鍵閉合前，變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大位置處阻值最大位置處.2、使用內(nèi)阻較大一些的舊電池、使用內(nèi)阻較大一些的舊電池.在實(shí)驗(yàn)中在實(shí)驗(yàn)中不要將電流調(diào)得太大，每次不要將電流調(diào)得太大，每次讀完數(shù)后立即斷電讀完數(shù)后立即斷電，以免使電動勢和內(nèi)阻發(fā)生變化以免使電動勢和內(nèi)阻發(fā)生變化.3、要、要測出測出6組組I、U數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，且變化

10、范圍要大一些，且變化范圍要大一些.4、畫畫U-I圖線圖線時，應(yīng)使時，應(yīng)使圖線通過盡可能多的點(diǎn)圖線通過盡可能多的點(diǎn)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去個別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去.第14頁/共21頁5、畫、畫U-I 圖線時，圖線時，縱軸的刻度縱軸的刻度可以不從零開始可以不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_始從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_始(但但橫橫坐標(biāo)必須從坐標(biāo)必須從0開始開始)這時圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是這時圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢E，圖線

11、的斜率的絕對值仍為內(nèi)阻圖線的斜率的絕對值仍為內(nèi)阻r.第15頁/共21頁設(shè)計(jì)測設(shè)計(jì)測E、r的其它方法及誤差分析的其它方法及誤差分析I-R法法：R1AR2K1K2ARK六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第16頁/共21頁U-R法法：VRKK2R1VR2K1第17頁/共21頁例例:有兩只電壓表有兩只電壓表A和和B，量程已知，內(nèi)，量程已知，內(nèi)阻不知等于多少；另有一節(jié)干電池，它阻不知等于多少；另有一節(jié)干電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但不知等于多少；只的內(nèi)阻不能忽略，但不知等于多少；只用這兩只電壓表，電鍵和一些連接用導(dǎo)用這兩只電壓表，電鍵和一些連接用導(dǎo)線，能通過測量計(jì)算出這個電池的電動線，能通過測量計(jì)算出這個電池的電動勢勢(已知電動勢不超過電壓表的量程已知電動勢不超過電壓表的量程).(1)畫出你測量時所用的電路圖畫出你測量時所用的電路圖;(2)以測量的量作為已知量，導(dǎo)出電動勢以測量的量作為已知量，導(dǎo)出電動勢的式子的式子.第18頁/共21頁解解(1)電路如圖所示：電路如圖所示：(2)閉合閉合S2：斷開斷開S S2 2：由上兩式可得：由上兩式可得：如果已知電壓表的內(nèi)阻，還可測如果已知電壓表的內(nèi)阻，還可測r=?第19頁/共21頁謝 謝第20頁/共21頁