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2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí)《測定電源的電動勢和內(nèi)阻》教學(xué)設(shè)計(jì) 課題 測定電源的電動勢和內(nèi)阻 課時 2 授課班級 考點(diǎn)、知識點(diǎn) 通過實(shí)驗(yàn)測定電源的電動勢和內(nèi)阻 Ⅱ 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.掌握實(shí)驗(yàn)測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法。 2.會用計(jì)算法或圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 重、難點(diǎn) 會利用計(jì)算法和圖象法來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 學(xué)習(xí)內(nèi)容 學(xué)生活動 一、復(fù)習(xí)基本實(shí)驗(yàn)要求 思考、回憶、 傾聽、勾畫。 歸納和練習(xí) 思考、小結(jié)。 傾聽、理解、練習(xí)、改錯 傾聽、理解、練習(xí)、改錯 傾聽、理解、練習(xí)、改錯 傾聽、理解、練習(xí)、改錯 練習(xí)、傾聽、思考、筆記。 練習(xí)、改錯、 交流討論。 閱讀、理解、歸納 傾聽、理解、練習(xí)、改錯 1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻． 2．進(jìn)一步加深對閉合電路歐姆定律的理解． 3．進(jìn)一步熟練掌握電壓表和電流表的使用方法． 2、實(shí)驗(yàn)原理：1．實(shí)驗(yàn)依據(jù)：閉合電路的歐姆定律 2．實(shí)驗(yàn)電路：如圖所示 3．E和r的求解：由U＝E－Ir 得，解得 4．作圖法數(shù)據(jù)處理，如圖所示． (1)圖線與縱軸交點(diǎn)為E.(2)圖線與橫軸交點(diǎn)為I短＝.(3)圖線的斜率表示r＝. 特別提醒　圖線斜率的絕對值為電源內(nèi)阻r的大??；當(dāng)I＝0時，U＝E，即圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值；當(dāng)U＝0時，I為短路時的電流，即圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值．但要注意，有時縱軸起點(diǎn)不是零，這時圖線與橫軸的交點(diǎn)不是短路電流，圖線斜率的絕對值仍是內(nèi)阻值，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值仍為電源的電動勢值． 3、實(shí)驗(yàn)器材：電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙． 4、實(shí)驗(yàn)步驟：1．連接電路：電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按圖1連接好電路． 2．測量與記錄：(1)把變阻器的滑片移動到使用阻值最大的一端． (2)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)．用同樣方法測量多組I、U值．填入表格中. 第1組 第2組 第3組 第4組 第5組 第6組 I/A U/V (3)斷開開關(guān)，拆除電路整理好器材． 五、數(shù)據(jù)處理：本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點(diǎn)畫圖法． 方法一　取六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r，取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大?。? 方法二　在坐標(biāo)紙上以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立U—I坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組(U，I)值所對應(yīng)的點(diǎn)，然后盡量多地通過這些點(diǎn)作一條直線，不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即是電池電動勢的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線斜率的絕對值即為電池的內(nèi)阻r.即r＝||. 六、誤差分析：1．偶然誤差：(1)由讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差．(2)用圖象法求E和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差．(3)測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變化． 2．系統(tǒng)誤差：由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差． (1)如圖甲所示，在理論上E＝U＋(IV＋I(xiàn)A)r，其中電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓，而實(shí)驗(yàn)中忽略了通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大． 結(jié)論：①當(dāng)電壓表示數(shù)為零時，IV＝0，IA＝I短，短路電流測量值＝真實(shí)值．②E測r真，r測為r真和RA的串聯(lián)值，由于通常情況下電池的內(nèi)阻較小，所以這時r測的測量誤差非常大． 二、規(guī)律方法總結(jié) 1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求E,r的處理方法 2、注意事項(xiàng)：1．為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段時間的干電池)． 2．要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，然后用方程組求解，并求平均值． 3．畫U－I圖線時，由于讀數(shù)的偶然誤差，描出的點(diǎn)不在一條直線上，在作圖時應(yīng)使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)，個別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去．這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度． 4．由于干電池的內(nèi)阻較小，路端電壓U的變化也較小，這時畫U－I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)I必須從零開始)．但這時圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電源的電動勢，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)電阻． 3、 誤差分析 4、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：測電源的電動勢和內(nèi)電阻的其他幾種方法 1．用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大． 2．用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為：E＝U1＋r，E＝U2＋r.由此可求出r和E，此種方法測得的電動勢和內(nèi)阻均偏?。? 3．用一只電壓表粗測電動勢，直接將電壓表接在電源兩端，所測值近似認(rèn)為是電源的電動勢，此時U＝≈E，需滿足RV?r. 4．用兩個電壓表可測得電源的電動勢，電路如圖7所示．測量方法為：斷開S，測得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2，此時，E＝U1＋U2＋r,RV為V1的內(nèi)阻；再閉合S，V1的示數(shù)為U1′,此時E＝U1′＋r，解方程組可求得E. 三、考點(diǎn)歸納 1、實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作 復(fù)習(xí)講義P129 例題1講解 遞進(jìn)題組 1、2題學(xué)生訓(xùn)練，小組討論，小組總結(jié)，教師歸納 2、數(shù)據(jù)處理與圖像應(yīng)用 復(fù)習(xí)講義P130 例題2講解 遞進(jìn)題組 3、4題學(xué)生訓(xùn)練，小組討論，小組總結(jié)，教師歸納 3、實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新 測定電源的電動勢和內(nèi)阻的其它方法：1、安阻法 2、伏阻法 3、伏伏法 復(fù)習(xí)講義P132 例題3講解 變式題組 5、6題學(xué)生訓(xùn)練，小組討論，小組總結(jié)，教師歸納 教學(xué)反思