《實(shí)驗(yàn)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》示范教案

2.9實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容2、理解測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理，體驗(yàn)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的探究過程。3、用解析法和圖象法求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。4、使學(xué)生掌握利用儀器測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法，并通過設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，開闊思路，激發(fā)興趣。二、過程與方法1、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法。2、學(xué)會(huì)利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀使學(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(duì)物理學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和興趣。教學(xué)重點(diǎn)利用圖線處理數(shù)據(jù)教學(xué)難點(diǎn)如何利用圖線得到結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)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(gè)干電池，要想測(cè)出其電動(dòng)勢(shì)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(R+r),或E=U+Ir,只需測(cè)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(cè)量，今天我們這節(jié)課選擇用0測(cè)量的這一種。（二）主要教學(xué)過程1 .實(shí)驗(yàn)原理：閉合電路歐姆定律E=U+Ir2 .實(shí)驗(yàn)器材：學(xué)生回答：。測(cè)路端電壓；測(cè)干路電流，即過電源的電流。需測(cè)量的是一節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)電阻大約為零點(diǎn)幾歐。電流表、電壓表及滑動(dòng)變阻器的規(guī)格要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體需要來確定，看看我們用到的電路圖里面®、各需測(cè)的是什么？提出問題：選用電路圖時(shí)，還可將®接在外面，原則上也是可以的，那么我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)是否兩個(gè)都可以，還是哪一個(gè)更好？為什么？學(xué)生回答：兩種方式測(cè)量都會(huì)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0|i/|ik圖1圖2選用哪種方式，要根據(jù)實(shí)際測(cè)量的需要確定，現(xiàn)在要想測(cè)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(huì)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。0.6A量程，電壓表。3V量程?；瑒?dòng)變阻器050心此外，開關(guān)一個(gè)，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(huì)比較大，為此，我們可以多測(cè)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。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(shí)，路端電壓U將隨之減小，U與I成線性關(guān)系，U=E-Iro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(shí)驗(yàn)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(diǎn)落在直線上，并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)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(zhǎng)，與橫縱軸的交點(diǎn)各代表什么情況？歸納：將圖線兩側(cè)延長(zhǎng)，分別交軸與A、B點(diǎn)。A點(diǎn)意味著開路情況，它的縱軸截距就是電源電動(dòng)勢(shì)E。吟點(diǎn)懣誄若短路情況它的橫坐林總JT=-fL說明：A、B兩點(diǎn)均是無法用實(shí)驗(yàn)實(shí)際測(cè)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(duì)值就較小。為了使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開始，計(jì)算r時(shí)選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求得。4 .誤差分析：實(shí)驗(yàn)中的誤差屬于系統(tǒng)誤差，請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)一步討論，得到的數(shù)值是偏大還是偏小？（提示：利用圖線及合理的推理）E凰：口14>1可以請(qǐng)幾位同學(xué)發(fā)言，最后得到結(jié)論。因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔盟訧真=I測(cè)+Iv而工管三P隨uf8及f即（I真一I測(cè)）T,反映在圖線上：當(dāng)U=0時(shí)，Ivf0IfI真故r真r測(cè)E真E測(cè)5 .布置作業(yè)：認(rèn)真看書，寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（三）課后小結(jié)如力學(xué)中用利用圖線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理是物理實(shí)驗(yàn)中常用的一種方法。最好是利用直線來解決,單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)就可以利用T2-l圖線來求go