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《實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻》示范教案

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《實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻》示范教案

2.9實驗:測定電池的電動勢和內(nèi)阻教學(xué)目標(biāo)一、知識與技能1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容2、理解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理,體驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻的探究過程。3、用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻。4、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,并通過設(shè)計電路和選擇儀器,開闊思路,激發(fā)興趣。二、過程與方法 1、體驗實驗研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法。 2、學(xué)會利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。三、情感態(tài)度與價值觀使學(xué)生理解和掌握運用實驗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)求實的態(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)的動機和興趣。教學(xué)重點 利用圖線處理數(shù)據(jù)教學(xué)難點如何利用圖線得到結(jié)論以及實驗誤差的分析教學(xué)工具電池,電壓表,電流表,滑線變阻器,開關(guān),導(dǎo)線教學(xué)方法實驗法,講解法教學(xué)過程(一)引入新課回顧上節(jié)所學(xué)內(nèi)容,引入新內(nèi)容教師: 上堂課我們學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定律,那么此定律文字怎么述?公式怎么寫?學(xué)生: 閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟整個電路的電阻成反比,這就是閉合電路的歐姆定律。提出問題:現(xiàn)在有一個干電池,要想測出其電動勢和內(nèi)電阻,你需要什么儀器,采用什么樣的電路圖,原理是什么?學(xué)生討論后,得到的大致答案為:由前面的閉合電路歐姆定律I=E/(r+R)可知E=I(Rr),或E=UIr,只需測出幾組相應(yīng)的數(shù)值便可得到,可以采用以下的電路圖:這幾種方法均可測量,今天我們這節(jié)課選擇用測量的這一種。(二)主要教學(xué)過程1.實驗原理:閉合電路歐姆定律E=UIr2.實驗器材:學(xué)生回答: 測路端電壓; 測干路電流,即過電源的電流。需測量的是一節(jié)干電池,電動勢約為1.5V,內(nèi)電阻大約為零點幾歐。電流表、電壓表及滑動變阻器的規(guī)格要根據(jù)實驗的具體需要來確定,看看我們用到的電路圖里面、各需測的是什么?提出問題:選用電路圖時,還可將接在外面,原則上也是可以的,那么我們在做實驗時是否兩個都可以,還是哪一個更好?為什么?學(xué)生回答:兩種方式測量都會帶來誤差。采用圖1 示數(shù)準(zhǔn)確 示數(shù)偏小采用圖2 示數(shù)準(zhǔn)確 示數(shù)偏小選用哪種方式,要根據(jù)實際測量的需要確定,現(xiàn)在要想測出電源的內(nèi)阻,如果采用圖2方式,最后得到的結(jié)果相當(dāng)于電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的總和,而兩者相差又不太多,這樣一來誤差就會比較大,所以應(yīng)采用圖1的電路圖。明確各儀器的規(guī)格:電流表00.6A量程,電壓表03V量程?;瑒幼冏杵?50。此外,開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。3.數(shù)據(jù)處理:原則上,利用兩組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)果,但這樣做誤差會比較大,為此,我們可以多測幾組求平均,也可以將數(shù)據(jù)描在圖上,利用圖線解決問題。明確:圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓,它反映的是:當(dāng)電流I增大時,路端電壓U將隨之減小,U與I成線性關(guān)系,U=EIr。也就是說它所反映的是電源的性質(zhì),所以也叫電源的外特性曲線。電阻的伏安特性曲線中,U與I成正比,前提是R保持一定,而這里的UI圖線中,E、r不變,外電阻R改變,正是R的變化,才有I和U的變化。實驗中至少得到5組數(shù)據(jù),畫在圖上擬合出一條直線。要求:使多數(shù)點落在直線上,并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點的個數(shù)要大致相等,這樣,可使偶然誤差得到部分抵消,從而提高精確度。討論:將圖線延長,與橫縱軸的交點各代表什么情況?歸納:將圖線兩側(cè)延長,分別交軸與A、B點。A點意味著開路情況,它的縱軸截距就是電源電動勢E。說明:A、B兩點均是無法用實驗實際測到的,是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。由于r一般很小,得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測量結(jié)果準(zhǔn)確,可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開始,計算r時選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點求得。4.誤差分析:實驗中的誤差屬于系統(tǒng)誤差,請同學(xué)們進(jìn)一步討論,得到的數(shù)值是偏大還是偏???(提示:利用圖線及合理的推理)可以請幾位同學(xué)發(fā)言,最后得到結(jié)論。因為 電壓表的分流作用所以 I真=I測Iv即 (I真I測),反映在圖線上:當(dāng) U=0時,Iv0 II真故 r真r測 E真E測5.布置作業(yè):認(rèn)真看書,寫好實驗報告。(三)課后小結(jié)利用圖線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理是物理實驗中常用的一種方法。最好是利用直線來解決,如力學(xué)中“用單擺測重力加速度”的實驗就可以利用T2l圖線來求g。

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