云南省潞西市芒市中学高中物理2.10实验：测定电源的电动势和内阻教学案无答案新人教选修3

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1、2.10实验：测定电源的电动势和内阻一、教学目标1、理解测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步感受电源路端电压随电流的变化关系。2、体验测量电源电动势和内阻的探究过程，掌握实验方法。3、培养学生仔细观察，真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质，体验获取数据，分析数据，寻找规律的科学思维方法。4、用解析法和图像法求解电源电动势和内阻，能对结果进行误差分析、了解减小误差的方法。教学重点：探究测量电源电动势和内阻的原理和方法，掌握其数据处理和误差分析。教学难点：电池内阻较小。二、预习导学实验电

2、路连接，图像法求解及误差分析。第一部分：实验原理我问学生：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？B29-2肩岀沏组匚R的(IL出电动舒和内HL原理公式：E=U+W(2)用电流表、电阻箱测量。如图2.9-2所示:原理公式：E=IR+Ir(3)用电压表、电阻箱测量。如图2.9-3所示:田291團岀两fflL；f的tfL就能算岀电动骨和I勺辺.IS2.93漕出两纲乙,的ffLtt繼算出电动势和内Bl.学生讨论后可以得到多种方案，(1)用电压表、电流表

3、、可变电阻(如滑动变阻器)测量。如图2.9-1所示:E=U^—r原理公式：R我对这学生的答案进行点评，并逐一讲解，因为一个班里不可能所有的同学都能清楚实验原理，逐一讲解可以使那些仍然不会的同学掌握这些实验原理，会的同学也可以因此加深印象。第二部分：实验方法教师：引导学生阅读教材69页有关内容，冋答问题。（1）用水果电池的优点是什么？电源的正负极如何鉴别？其内阻与哪些因素有关？实验过程中ra2.9.1电路的"丿图象会有何变化？实验中要注意什么？（2）简要写出实验步骤。学生：阅读教材，解决以上问题。3

4、、学生实验：接下来我指导学生实验，要记录至少六组实验数据。4、数据处理原则上，利用两组数据便对得到结果，但这样做误差会比较大，为此,我们可以多测几组求平均，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。门.3明确：（1）图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I增大时，路端电压U将随之减小，U与T成线性关系，U二ETr。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。（2）电阻的伏安特性曲线屮，U与】成正比，前提是R保持一定，而这里的U-I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，

5、才有I和U的变化。实验屮至少得到5组以上实验数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。讨论：将图线延长，与横纵轴的交点各代表什么情况？归纳：将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电源电动势E。横轴截距点（路E端电压U二0）意味着短路情况，它的数值就是短路电流厂o三、问题引领，知识探究例题、现有器材：量程为10.0mA,内阻约为30-40Q的电流表一个，定值电阻Rf150Q,定值

6、电阻R尸100Q，单刀双掷开关S,导线若干.要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5v）的电动势.（1）按要求连接实物图（下图20）.【解析】利用一只电流表和两只定值电阻來测量干电池的电动势，基本的原理是改变外电路的电阻，得到两组电流值.根据闭合电路欧姆定律，得&图20到一个关于电源电动势和内阻的二元一次方程组，解方程组即可求得电动势.由给定的条件知，电流表量程为10mA,内阻均为30Q〜40Q,电源电动势约1.5V,内阻约几欧，则外电阻的选择条件为R》120Q,故外电阻可选Ri或(Ri+R2

7、).(1)连接实物图如下图21所示.(2)当单刀双掷开关掷向b时,当单刀双掷开关掷向a时，Ri和R2串联起來作为外电阻时，得到T2=E/(RjWr)②式中E、r分別表示干电池的电动势和内阻联立①②可解得E二h・I2・R,/(I-L)I】是外电阻为乩时的电流，I是外电阻为乩和R2串联时的电流.【点评】本题是利用电阻出和Ri与R2串联分别接人电路，获得两组实验数据，求出E和r.需要注意的是,干电池电压为1.5V,内阻r约为几欧姆，如果用定值电阻R2=100Q作为外电阻有10nv

8、了电流表的量程10mA,因此该电阻不能单独使用.四、目标检测1•闭合电路欧姆定律的内容是怎样的？2.测定电源的电动势和内电阻的实验原来就是闭合电路欧姆定律，对于一个给定的电池，电动势和内电阻是一定的，由闭合电路欧姆定律可以写出电源电动势E、内电阻I•与路端电压U、电流1的关系式，为。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势E和内电阻r?画出实验电路图。3.根据闭合电路欧姆定律，可以写出电源电动势E、内电阻r与电路电流T、电路外电阻R的关系式，为。根据这个关系式，你可