赣榆智贤中学2013～2014学年度第二学期教案
课题 测电源电动势和内电阻 (一)知识与技能 1.掌握测电源电动势和内阻的原理和方法 2．掌握测电源电动势数据处理的方法 (二)过程与方法 设计探究电动势与内阻的实验原理图并设计测量思路进行测量 (三)情感、态度与价值观 培养学生探索、发现，勇于创新的精神 测电源电动势和内阻的原理和方法、图像处理数据的方法 测电源电动势和内阻的误差分析 1 投影仪、多用电表(指针式、数字式)、小灯泡、电池、电键、导线(若干)、二极管 活动记录 教学过程： 方法一 ：一滑动变阻器，一电流表，一电压表。（伏安法） （一）实验原理 1．公式法：根据全电路殴姆定律： 复备栏 学习 目标 重点 难点 教学 课时 教具 器材 教学 流程 教学过程 投影
E?U1?I1r； E?U2?I2r E?解得：U1I2?I1U2I2?I1 ； r?U1?U2I2?I1 ； 2．图解法：根据全电路殴姆定律：U?E?Ir，对于一定的电源来说，电动势E及电阻r均是恒定不变的，所以输出电压U与电流I的关系成线性一次函数，作出U??I图线，当I?0时，U?E?E?U，图线的斜率为电池的内阻r?tg???U?I。 1
投影
此方法的优点： ①直观。 ②减小误差。 注意此图解中三种图的不同涵义（见右图所示）。 （二）误差 1．电流表内接法： 结论：测得的电动势与内阻都偏小。 适用条件：RV>>r内。 2．电流表外接法： 结论： E测?E真，r测?RA?r真适用条件：RA< 方法二. 一电流表，一电阻箱 1．测量电路图： 2．测量原理： 若不考虑电流表的内阻，则根据全电路 欧姆定律：E?IR?Ir，因为U?IR， 所以E?U?Ir 这与伏安法（电流表外接法）的测量是完全相同的。 3．数据处理的特点： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 次数 R U=IR 根据电流（I）与电压（U），作出U——I图线，U轴的截距为 R ?U r?tg???I。 E，内阻 也可作R—1/I图线求电动势和内阻。 1 4．误差分析：若考虑电流表的内阻，全电路欧 I 姆定律为：E?U?I(RA?r) O E?E真r测?RA?r真则：测，， 5．适用条件：RA< 3 万用表的使用及练习 ①电路进行测量。（1）测量电流表 A2 的内阻 按图②电路测量 A2 的内阻，以下给出了实验中必要的操作。 A．断开 S1 B．闭合 S1、S2 C．按图②连接线路，将滑动变阻器 R的滑片调至最左 端，R2 调 至最大 D．调节 R2，使 A1 的示数为 I1，记录 R2 的值。 E．断开 S2，闭合 S3 F．调节滑动变阻器 R，使 A1、A2 的指针偏转适中，记 录 A1 的 示数 I1 请按合理顺序排列实验步骤（填序号）： 。 （2）将电流表 A2（较小量程）改装成电流表A（较大量程）如果（1）中测出 A2 的内阻为 468.0Ω，现用 R2 将 A2 改装成量程为 20mA的电流 表 A，应把 R2调为 Ω与 A2 并联，改装后电流表 A的内阻 RA 为 Ω。 （3）利用电流表 A电阻箱 R3，测电池的电动势和内阻用电流表A、电阻 箱R3 及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻。实验时，改变 R3O 的 值，记录下电流表 A的示数 I，得到若干组 R3、I的数据，然后通过作出有 关物理量的线性图象，求得电池电动势 E和内阻 r。 a．请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 。 b．请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两上坐标轴所代表的物理 量，用符号表示） c图中 表示E. 图中 表示r. 方法三. 一电压表，一电阻箱 1．测量电路图： 2．测量原理： 若不考虑电压表的内阻影响，则根据全电路欧姆定律：E?U?Ir，因为4 UE?U?UrI?RR， 这与伏安法（电流表内接法）的测量是完全相同的。 3．数据处理的特点： 测量次数 电阻R 电压U 电I?UR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 流根据电流（I）与电压（U），作出U——I图线，U轴的截距为r?tg??E，内阻?U?I。 也可以作1/U—1/R的图线求电动势和内阻。 4．误差分析：若考虑电压表的内阻，全电路欧姆定律为：E?U?(UU?)rRRV；当电阻箱的电阻为无穷大时，则E?U?RVUrU?ERV，所以U轴的截距为RV?r， 1U E测?RVRrEr测?VRV?r；RV?r 1O R 5．适用条件：RV>>r。 例：（07四川）甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0-99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。 ①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，________________ ，读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1＝____。 5 ②甲同学已经测得电阻R1＝4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的11?UR图线，则电源电动势E＝_______V，电阻R2＝________Ω。 ③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数11?UR?R1图线，根据图线U，由测得的数据，绘出了相应的得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围 （选填“较大”、“较小”或“相同”)，所以 _-___________ 同学的做法更恰当些。 教后 反思 6