山东省郯城第三中学高三物理一轮复习2.9《实验测定电池的电动势和内阻》教案
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高中物理《实验:测定电池的电动势和内阻》教案【教学目的】1、了解电动势及其测量方法。
2、了解内阻与电池性能间的关系。
3、掌握测定电池电动势和内阻的实验方法。
【教学重点】电池电动势和内阻的测定方法。
【教学难点】内阻与电池性能间的关系。
【教学内容】一、电池电动势电动势是电池电能转化为化学能的能力。
它表示单位正电荷沿回路从负极移到正极是从电场中获得的能量。
电动势E=dW/dQ,其中 dW 是电池对电荷 Q 作用的元功,dQ 是沿回路移动的电荷数量的微积分元。
(一)测定电池电动势的公式1、用特制电桥称量。
2、电池电动势E = φk-φz,E表示标准电动势;φk表示工作电极电势;φz表示参比电极电势。
工作电极通常为测电池电动势的电极。
参比电极选用标准电极,它的电势不随温度、浓度等条件改变。
例如:铂-铂黑电极。
(二)实验步骤1、电动势测量方案的选择测量标准电池的电动势的选择方案是依据两大原则:尽可能满足快速精确的测量和减小实验的失误。
对于想要取得尽可能准确测试结果的固态电池,至少需要通过两条不同的路径去测试实验结果。
2、制作实验电池将量程桥臂的电阻和稳流电源所连振荡线圈与实验电池连接,稳流电源的连接极性要符合实验所用电池的大小。
3、电池电压的测量把量程电阻调节最大值(10MΩ)时,稳流电源的大小调至合适大小,然后将量程电阻调小直至失调,每次走0.1Ω,等到电桥中示数变为最小,电桥中所示的电压称为实验电池的电动势。
4、检测实验结果按照上述不同的实验原则测出二组数据,计算得到相似结果,我们可以表明实验结果是一致的。
5、实验记录和分析将实验数据和计算公式放在一起,得到最终的结果。
根据具体情况,分析实验结果,得出与电池电动势相关的结论。
二、内阻与电池性能内阻是充分浸润于固态电池的电解质。
它不仅与电极、电解质的特性有关,也与电池的设计和结构有关。
内阻的大小对电池的计量有重要意义。
(一)选用合适的电阻为了方便测试,我们可以通过用户指南来选择合适的电阻。
高中物理《实验:测定电池的电动势和内阻》教案(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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测定电池的电动势和内阻教案一、教学目标1. 让学生了解测定电池电动势和内阻的实验原理和实验方法。
2. 培养学生运用实验手段验证理论的能力,提高学生的实验技能。
3. 帮助学生理解闭合电路欧姆定律,并能运用该定律分析电路。
二、教学内容1. 测定电池的电动势教学重点:了解测定电池电动势的实验方法,如用伏安法测定。
教学难点:实验数据的处理和电动势的计算。
2. 测定电池的内阻教学重点:了解测定电池内阻的实验方法,如用伏安法测定。
教学难点:实验数据的处理和内阻的计算。
3. 闭合电路欧姆定律的应用教学重点:理解闭合电路欧姆定律的内容及其应用。
教学难点:如何根据实验数据绘制U-I图象,并分析电动势和内阻的变化规律。
三、教学过程1. 导入:通过复习闭合电路欧姆定律,引导学生思考如何测定电池的电动势和内阻。
2. 讲解:讲解测定电池电动势和内阻的实验原理和方法,如伏安法。
3. 演示:进行实验演示,展示测定电池电动势和内阻的过程。
4. 实践:学生分组进行实验,测定电池的电动势和内阻。
5. 讨论:学生交流实验结果,分析实验数据,讨论电动势和内阻的变化规律。
6. 总结:教师总结测定电池电动势和内阻的实验方法和注意事项,强调实验技能的重要性。
四、教学评价1. 学生能正确理解测定电池电动势和内阻的实验原理和方法。
2. 学生能独立进行实验,正确处理实验数据,计算电动势和内阻。
3. 学生能运用闭合电路欧姆定律分析电路,理解电动势和内阻的变化规律。
五、教学资源1. 实验设备:电池、电压表、电流表、电阻箱等。
2. 教学课件:用于讲解实验原理和方法,展示实验过程和数据处理。
3. 实验指导书:提供详细的实验步骤和数据处理方法。
六、教学活动1. 实验操作:学生在教师的指导下,独立完成测定电池电动势和内阻的实验操作。
2. 数据记录:学生在实验过程中记录电压、电流等数据。
3. 数据处理:学生运用实验数据计算电池的电动势和内阻。
4. 结果分析:学生分析实验结果,探讨电动势和内阻的变化规律。
教学设计:高中课程标准.物理(人教版)选修3-1主备人:赵兴泉学科长审查签名:赵兴泉一、内容及解析1、内容:用实验的方法测定电源的电动势和内阻2、解析:利用图线处理数据。
二、目标及其解析1.使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法,并通过设计电路和选择仪器,开阔思路,激发兴趣。
2.学会利用图线处理数据的方法。
3.使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。
三、教学问题诊断分析如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。
四、教学支持条件分析电流表,电压表,滑动变阻器,开关,两节电池,电池盒,一小电阻(可充当电源内阻),导线若干。
五、教学过程设计(一)引入新课问题1: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?学生讨论后,得到的大致答案为:E=U+Ir,只需测出几组相应的数值便可得到,可以采用以下的电路图:这几种方法均可测量,今天我们这节课选择用测量的这一种。
(二)主要教学过程1.实验原理:闭合电路欧姆定律 E=U+Ir2.实验器材:测路端电压;测干路电流,即过电源的电流。
需测量的是一节干电池,电动势约为1.5V,内电阻大约为零点几欧。
问题2:电流表、电压表及滑动变阻器的规格要根据实验的具体需要来确定,看看我们用到的电路图里面、各需测的是什么?问题3:选用电路图时,还可将接在外面,原则上也是可以的,那么我们在做实验时是否两个都可以,还是哪一个更好?为什么?学生回答:两种方式测量都会带来误差。
采用图1 示数准确示数偏大采用图2 示数准确示数偏小3.数据处理:原则上,利用两组数据便可得到结果,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。
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I成线性关系,U=E-Ir。
课题:测量电源的电动势与内电阻 考纲要求:1.掌握器材选择、电路、判断电表的接法、实物连线等;2.根据实验数据会画I-U 图像,并求电动势和内阻,分析误差等;3.了解测定电动势和内阻的其他方法,如用电阻箱和一只电流表或电压表,其重点在于根据画出的图像,求电动势和内阻。
知识梳理:见《优化设计》P108-109相关内容一、实验原理1.图1中,电源电动势E 、内电阻r,与路端电压U 、电流I 的关系可写为E= 。
2.图2中,电源电动势E 、内电阻r 、电流I 、电阻R 的关系可写为E=_____________。
3.图3中,电源E 、内电阻r 、路端电压U 、电阻R 的关系可写为E=____________。
二、实验器材三、实验步骤四、注意事项:1、图1中接通电源前,滑动变阻器的阻值应调到 处,实验过程中防止滑动变阻器滑到零欧姆处2、通过调节不滑动变阻器尽量使两表指针偏转刻度的31以上,读数结束应立即断开电源,通电时间不宜过长3、作U —I 图线时,U 、I 轴(尤其是U 轴)起点可不为零。
4、电流不宜超过0.6A 。
[基础训练]1.为测定某一电池的电动势和内电阻,下面几组器材中,能完成实验的是( )A.一只电流表、一只电压表、一只变阻器、开关和导线B.一只电流表、两只变阻器、开关和导线C.一只电流表、一只电阻箱、开关和导线D.一只电压表、一只电阻箱、开关和导线2.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法,其中既减小偶然误差,又直观、简便的方法是()A.测出两组I,U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r中,即可求出E和rB.多测几组I,U的数据,求出几组E,r,最后分别求出其平均值C.测出多组I,U的数据,画出U—I图像,再根据图像求E,rD.多测出几组I,U数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出开路时的路端电压即为电压势E,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r[典例精析]例1.为了测量一节干电池的电动势和内阻,某实验小组按图甲所示的电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数接近1.5 V且几乎不变,直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值,出现上述情况的原因是。
实验九测定电源的电动势和内阻前期准备·明确原理——知原理抓住关键【实验目的】1.测定电源的电动势和内阻。
2.加深对闭合电路欧姆定律的理解。
【实验原理】1.如图甲所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值,最后分别算出它们的平均值。
2.用图象法来处理数据,在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标,用测出的几组I、U 值画出U -I图象,如图乙所示,直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势E的值,图线斜率的绝对值即内阻r的值。
【实验器材】电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
再现实验·重视过程——看过程注重数据【实验步骤】1.电流表用0.6 A量程,电压表用3 V量程,按实验原理图连接好电路。
2.把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端。
3.闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1)。
用同样方法测量出六组I、U的值。
填入表格中。
组数第1组第2组第3组第4组第5组第6组物理量U/VI/A【数据处理】1.公式法:联立六组对应的U、I数据,满足关系式U1=E-I1r、U2=E-I2r、U3=E -I3r、…,让第1式和第4式联立方程,第2式和第5式联立方程,第3式和第6式联立方程,这样解得三组E、r,取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。
2.图象法:在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U I坐标系,在坐标平面内描出各组(I,U)值所对应的点,然后尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧,则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距),直线的斜率绝对值即为电池的内阻r ,即r =⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 。
【误差分析】 1.偶然误差(1)由于读数不准和电表线性不良引起误差。
(2)用图象法求E 和r 时,由于作图不准确造成误差。
(3)测量过程中通电时间过长或电流过大,都会引起E 、r 变化。
高三物理一轮复习《2.9 实验:测定电池的电动势和内阻》教案高三物理一轮复习《2.9实验:测定电池的电动势和内阻》教案高三物理复习2.9实验:测量电池的电动势和内阻‘一、教科书分析“实验:测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第九节的内容,它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。
二、教学目标一、知识与技能1.了解闭合电路的欧姆定律2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理,体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。
3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。
4.使学生掌握用仪器测量电池电动势和内阻的方法,通过设计电路和选择仪器,拓宽思路,激发兴趣。
2、过程和方法1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。
2、学会利用图线处理数据的方法。
三、情感态度与价值观使学生了解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,有敢于提问的习惯,严谨求实的态度和不断探究的精神,培养学生的观察能力、思维能力和操作能力,提高学生学习物理的动机和兴趣。
三、教学重点难点重点:利用图线处理数据难点:如何使用图表得出结论并分析实验误差四、学情分析1.知识基础分析:① 掌握闭合电路的欧姆定律,并能运用该定律的公式解决相关问题。
② 掌握电流表和电压表的使用方法。
2.学习能力分析:①学生的观察、分析能力不断提高,能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。
② 具有初步概括、逻辑主旨和综合分析能力。
5、教学方法:实验法、讲解法6。
课前准备1.学生的学习准备:预习学案。
2.教师教学准备:多媒体课件制作、课前预习、课内探索、课后延伸。
3.教学环境的设计和布局:两人一组,在实验室教学。
7、课程安排:1。
八班。
教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标回顾上节所学内容,引入新内容老师:上节课我们学习了欧姆定律。
实验九 测定电源的电动势和内阻1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法.2.掌握用图象处理实验数据的方法.3.掌握实物图连接的技巧.1.实验原理(1)实验依据:闭合电路欧姆定律.(2)E 和r 的求解:由U =E -Ir 得⎩⎪⎨⎪⎧U 1=E -I 1rU 2=E -I 2r ,解得E 、r .(3)用作图法处理数据,如图1所示.图1①图线与纵轴交点为E ;②图线与横轴交点为I 短=E r ;③图线的斜率表示r =|ΔUΔI|.2.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺. 3.基本操作(1)电流表用的量程,电压表用3V 的量程,按实验原理图连接好电路. (2)把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端.(3)闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I 1、U 1).用同样的方法再测量几组I 、U 值,填入表格中.(4)断开开关,拆除电路,整理好器材. 【规律方法总结】1.实验数据求E 、r 的处理方法(1)列多个方程组求解,再求E 、r 的平均值.(2)图象法处理:以路端电压U 为纵轴,干路电流I 为横轴,建坐标系、描点、连线,纵轴截距为电动势E ,直线斜率k 的绝对值为内阻r .2.注意事项(1)为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池. (2)电流不要过大,应小于,读数要快.(3)要测出不少于6组的(I ,U )数据,变化范围要大些.(4)若U -I 图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r =|ΔUΔI|确定.(5)电流表要内接(因为r 很小). 3.误差来源(1)偶然误差:用图象法求E 和r 时作图不准确. (2)系统误差:电压表分流.高频考点一 器材选取、电路设计及误差分析例1.(2016·四川理综·8Ⅱ)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。
实验器材:待测电源(电动势约3 V ,内阻约2 Ω),保护电阻R 1(阻值10 Ω)和R 2(阻值5 Ω),滑动变阻器R ,电流表A ,电压表V ,开关S ,导线若干。
测定电池的电动势和内阻复习教案目标:1.复习电池的电动势和内阻的概念。
2.掌握测定电池电动势和内阻的方法。
3.理解电池的电动势和内阻对电流和电压的影响。
导入:请回顾一下电池的定义和电动势的概念,并举一个例子说明。
一、电池的电动势电池是将化学能转化为电能的装置。
电池的正极所产生的电势称为电池的电动势(E),用符号"E"表示,单位为伏特(V)。
二、电池的内阻电池内部存在电流通过时的电阻,称为电池的内阻(r),用符号"r"表示,单位为欧姆(Ω)。
内阻可以影响电路中的电流强度和电压。
三、测定电池电动势和内阻的方法1.测定电动势的方法(a)在打开电路之前,用万用表测量电池的开路电压(即电动势)。
(b)将电池连接到一个外电路中,使得电流从电池的正极流出,经过负载(如灯泡)后,再回到电池的负极。
(c)测量在负载上的电压,即使用万用表测量电池的闭路电压(即负载电压)。
(d)电动势(E)等于闭路电压(U)加上负载上的电压降(U0)。
公式:E=U+U02.测定内阻的方法(a)将一个已知电阻(如可变电阻或标准电阻)连接在电池和负载之间,并在电路中引入一个开关。
(b)打开开关,测量此时负载上的电压(U1)和电池的两端电压(U2)。
(c)根据欧姆定律,内阻(r)可以通过U1、U2和已知电阻(R)计算。
公式:r=R*(U2-U1)/U1四、电动势和内阻对电流和电压的影响1.电动势对电流的影响电动势是电池产生电流的推动力,电动势越大,电流越大。
2.内阻对电流的影响内阻会引起电池的电压降,实际负载电压小于闭路电压。
当内阻增大时,电流强度减小。
3.内阻对电压的影响内阻会引起电压降,实际负载电压小于闭路电压。
当内阻增大时,负载电压降低。
练习:1.一节电池的开路电压为1.5V,当它连接到一个负载上,负载电压为1.4V。
请计算该电池的电动势。
2.一个电池连接到一个负载上,负载电压为1.8V,在电流为2A时,电池两端电压为1.9V。
高中物理测定电池的电动势和内阻优秀教案一、教学目标1. 让学生理解电池的电动势和内阻的概念,掌握测定电池电动势和内阻的实验方法。
2. 培养学生的实验操作能力,提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 增强学生对物理实验的兴趣,培养学生的团队合作意识和科学探究精神。
二、教学内容1. 电池的电动势和内阻的概念介绍。
2. 测定电池电动势和内阻的实验原理。
3. 实验操作步骤及注意事项。
4. 实验数据处理和误差分析。
5. 实验结果的讨论和总结。
三、教学过程1. 引入新课:通过日常生活实例,引导学生关注电池的电动势和内阻的概念。
2. 讲解电池的电动势和内阻:阐述电动势和内阻的定义,介绍它们之间的关系。
3. 讲解测定电池电动势和内阻的实验原理:讲解闭合电路欧姆定律,说明如何通过实验测定电池的电动势和内阻。
4. 演示实验:教师演示测定电池电动势和内阻的实验过程,学生跟随操作。
5. 实验操作:学生分组进行实验,测量电池的电动势和内阻。
6. 数据处理:学生运用公式计算电池的电动势和内阻,分析实验结果。
7. 误差分析:学生分析实验过程中可能出现的误差,了解减小误差的方法。
8. 讨论和总结:学生汇报实验结果,教师引导学生展开讨论,总结测定电池电动势和内阻的实验方法及注意事项。
四、教学评价1. 学生能正确理解电池的电动势和内阻的概念。
2. 学生掌握测定电池电动势和内阻的实验方法,能独立完成实验操作。
3. 学生能对实验数据进行处理,分析实验结果,了解实验过程中的误差。
4. 学生具备较强的团队合作意识和科学探究精神。
五、教学资源1. 电源:电池、电压表、电流表等。
2. 实验器材:电阻箱、导线、开关等。
3. 教学课件:电池电动势和内阻的讲解、实验操作步骤等。
4. 参考资料:有关电池电动势和内阻的学术论文、实验指导书等。
六、教学步骤1. 准备实验:检查实验器材是否齐全,确保电源、电压表、电流表等设备正常工作。
2. 搭建电路:根据实验原理,连接电源、电阻箱、开关、电压表和电流表等器材,构成闭合电路。
实验九 测定电源的电动势和内阻[基本要求][数据处理]1.计算法⎩⎪⎨⎪⎧U 1=E -I 1r U 2=E -I 2r,解得:⎩⎪⎨⎪⎧E =I 1U 2-I 2U1I 1-I2r =U 2-U1I 1-I22.图象法(1)图线与纵轴交点为E . (2)图线与横轴交点为I 短=E r. (3)图线斜率的绝对值表示r =⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI .[误差分析]1.偶然误差(1)由于电表读数不准引起误差.(2)用图象法求E 和r 时,由于作图不准确造成的误差. (3)测量过程中通电时间过长或电流过大,都会超越E 、r 变化. 2.系统误差(1)若采用甲图,其U I 图象如图乙所示.由于电压表的分流作用造成误差.甲 乙①当电压表示数为零时,I V =0,I A =I 短,短路电流测量值等于真实值. ②E 测<E 真. ③因为r 测=E 测I 短,所以r 测<r 真. (2)若采用丙图,其U I 图象如图丁所示.由于电流表的分压作用造成误差. ①E 为真实值. ②I 短测<I 短真. ③因为r 测=EI 短测,所以r 测>r 真,r 测和R A 的串联值,由于通常情况下电池的内阻较小,所以这时r 测的误差非常大.丙 丁[注意事项]1.可选用旧电池:为了使电路的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的1号干电池.2.电流不要过大,读数要快:干电池在大电流放电时,电动势E 会明显下降,内阻r 会明显增大,故长时间放电不宜超过 0.3 A ,短时间放电不宜超过0.5 A.因此,实验中不要将I 调得过大,读电表要快,每次读完立即断电.3.干电池内阻较小时路端电压U 的变化也较小,即不会比电动势小很多.这种情况,在画U I 图线时纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一个恰当值开始(横坐标I必须从零开始).此时,图线与横轴的交点横坐标不再表示短路电流,但是直线斜率的绝对值仍然表示电池的内阻.4.测出不少于6组(I ,U )数据,且变化范围要大些.画U I 图线时,要使较多的点落在这条直线上,不在直线上的点要尽量均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不考虑,以减小偶然误差.考向1 对实验原理和误差的考查[典例1] 在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路.甲乙(1)根据图甲所示实验电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物图的连接.(2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片P移至(填“a”或“b”)端.(3)合上开关S1,S2接图甲中的1位置,改变滑动变阻器的阻值,记录下几组电压表示数和对应的电流表示数;S2改接图甲中的2位置,改变滑动变阻器的阻值,再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数.在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象,如图丙所示,两直线在纵轴上的截距分别为U A、U B,与横轴的截距分别为I A、I B.丙①S2接1位置时,作出的U-I图线是图丙中的(填“A”或“B”)线.②S2接1位置时,测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因是(填“电压”或“电流”)表的示数偏(填“大”或“小”).[解析] (1)实物图连线如图所示.(2)为保护电流表,实验开始前,应将滑片P移至电阻最大的a端.(3)①当S2接1位置时,电压表与电源并联,看做一个等效电源,可知电动势测量值和内阻的测量值都小于真实值,U-I图线应是B线.②测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因是电压表的分流,结果使电流表的示数偏小.[答案] (1)见解析图(2)a(3)①B②电流偏小1.偶然误差:主要来源于电表读数及作UI图象时描点不准确.2.系统误差:当S2接1时,由于电压表分流使电流表读数不等于闭合电路总电流;当S2接2时,由于电流表分压使电压表读数不等于路端电压.考向2 对数据处理和器材选择的考查[典例2] (2015·四川卷)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R x.已知电池的电动势约6 V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有:电流表A1(量程0~30 mA);电流表A2(量程0~100 mA);电压表V(量程0~6 V);滑动变阻器R1(阻值0~5 Ω);滑动变阻器R2(阻值0~300 Ω);开关S一个,导线若干条.某同学的实验过程如下:Ⅰ.设计如图甲所示的电路图,正确连接电路.甲Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录.以U为纵轴,I为横轴,得到如图乙所示的图线.乙Ⅲ.断开开关,将R x改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变.重复Ⅱ的步骤,得到另一条U I 图线,图线与横轴I 的交点坐标为(I 0,0),与纵轴U 的交点坐标为(0,U 0).回答下列问题:(1)电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 . (2)由图乙的图线,得电源内阻r = Ω.(3)用I 0、U 0和r 表示待测电阻的关系式R x = ,代入数值可得R x .(4)若电表为理想电表,R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围 ,电压表示数变化范围 .(均填“相同”或“不同”)[解析] (1)由题U I 图线可知电流表量程应为0~100 mA ,故选A 2.路端电压大于5.5 V ,而电源电动势E =6 V ,故R 外≫r ,则滑动变阻器选R 2.(2)由题图得:r =ΔU ΔI =25 Ω.(3)R x+r =U 0I 0,R x =U 0I 0-r .(4)电流I =ER +r +R x,r +R x 一定,R 从300 Ω变到某同一阻值,电流变化范围相同.R x 接在A 、B 间时,U =E R +R x +r (R +R x ),R x 接在B 、C 间时,U ′=ER +R x +rR ,故两种情况下电压变化不同.[答案] (1)A 2 R 2 (2)25 (3)U 0I 0-r (4)相同 不同1.在作U I 图象时,要根据测量数据选取合适的坐标值,有时U 轴的坐标值要从某一恰当的值开始,I 轴的坐标值必须从零开始.在作图时,要使较多的点落在直线上,不落在直线上的点要均匀分布在直线的两侧.2.在U I 图线中,当纵坐标不从0开始时,图线与纵轴的截距仍为电动势,直线斜率的绝对值仍为内电阻,但这时图线与横轴的交点不是短路电流了,此时r =ΔUΔI.考向3 实验创新与改进 1.安阻法用一个电流表和电阻箱测量,电路如图所示,测量原理为:E =I 1(R 1+r ),E =I 2(R 2+r ),由此可求出E 和r ,此种方法使测得的电动势无偏差,内阻偏大.若已知电流表A 的阻值可消除测内阻的系统误差.2.伏阻法用一个电压表和电阻箱测量,电路如图所示,测量原理为:E =U 1+U 1R 1r ,E =U 2+U 2R 2r ,由此可求出r 和E ,此种方法测得的电动势和内阻均偏小.[典例3] 某同学要测定一电源的电动势E 和内电阻r ,实验器材有:一只DIS 电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用I 表示),一只电阻箱(阻值用R 表示),一只开关和导线若干.该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据.甲(1)该同学设计实验的原理表达式是E = (用r 、I 、R 表示).(2)该同学在闭合开关之前,应先将电阻箱调到 (填“最大值”“最小值”或“任意值”),实验过程中,将电阻箱调至如图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为 Ω.乙(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1IR 图象,则由图象可求得,该电源的电动势E = V ,内阻r = Ω.(结果均保留两位有效数字)丙[解析] (1)根据闭合电路欧姆定律,该同学设计实验的原理表达式是E =I (R +r ).(2)根据实验的安全性原则,在闭合开关之前,应先将电阻箱调到最大值.根据电阻箱读数规则,电阻箱接入电路的阻值为2×10 Ω+1×1 Ω=21 Ω.(3)由E =I (R +r )可得1I =1E R +1E r .1I R 图象斜率等于1E,E =6.3 V ,图象在纵轴截距等于1Er ,r =2.5 Ω.[答案] (1)I (R +r ) (2)最大值 21 (3)6.3(6.1~6.5) 2.5(2.4~2.6)[典例4] (2017·湖南益阳调研)某实验小组利用如下实验器材测量干电池的电动势和内阻.A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5 V ,内阻约几欧姆B.直流电压表V 1、V 2,内阻约为3 k ΩC.阻值为5 Ω的定值电阻R 0D.滑动变阻器R ,最大阻值为R mE.导线和开关(1)根据下面的电路原理图完成电路实物图的连接.(2)实验中移动滑动变阻器的触头,读出电压表V 1和V 2的多组数据如下表,请在下面的坐标纸中描绘出U 1U 2图象.(3)根据描绘出的U 1U 2图象,求得两节干电池的总电动势E = ,总内阻r = .(计算结果保留两位有效数字)[解析] 根据闭合电路欧姆定律可得E =U 2+Ir =U 2+U 2-U 1R 0r 整理得U 1=⎝ ⎛⎭⎪⎫R 0r+1U 2-R 0rE由U 1U 2图象可得图线斜率k =3则R 0r+1=3,又知R 0=5 Ω,得r =2.5 Ω由U 1U 2图象可知,当U 2=2 V 时,U 1=0,代入U 1=⎝ ⎛⎭⎪⎫R 0r+1U 2-R 0rE解得E =3.0 V.[答案] (1)实物连接如图所示(2)U 1U 2图象如图所示(3)3.0 V 2.5 Ω。
《实验:测定电池的电动势和内阻》示范教案doc高中物理教学目标一、知识与技能1、明白得闭合电路欧姆定律内容2、明白得测定电源的电动势和内阻的差不多原理,体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。
3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。
4、使学生把握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法,并通过设计电路和选择仪器,开阔思路,激发爱好。
二、过程与方法1、体验实验研究中猎取数据、分析数据、查找规律的科学思维方法。
2、学会利用图线处理数据的方法。
三、情感态度与价值观使学生明白得和把握运用实验手段处理物理咨询题的差不多程序和技能,具备敢于质疑的适应、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观看能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和爱好。
教学重点利用图线处理数据教学难点如何利用图线得到结论以及实验误差的分析教学工具电池,电压表,电流表,滑线变阻器,开关,导线教学方法实验法,讲解法教学过程〔一〕引入新课回忆上节所学内容,引入新内容教师:上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律,那么此定律文字如何述?公式如何写?学生:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这确实是闭合电路的欧姆定律。
提出咨询题: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,采纳什么样的电路图,原理是什么?学生讨论后,得到的大致答案为:由前面的闭合电路欧姆定律I=E/〔r+R〕可知E=I〔R+r〕,或E=U+Ir,只需测出几组相应的数值便可得到,能够采纳以下的电路图:这几种方法均可测量,今天我们这节课选择用测量的这一种。
〔二〕要紧教学过程1.实验原理:闭合电路欧姆定律E=U+Ir2.实验器材:学生回答:测路端电压;测干路电流,即过电源的电流。
需测量的是一节干电池,电动势约为1.5V,内电阻大约为零点几欧。
电流表、电压表及滑动变阻器的规格要依照实验的具体需要来确定,看看我们用到的电路图里面、各需测的是什么?提出咨询题:选用电路图时,还可将接在不处,原那么上也是能够的,那么我们在做实验时是否两个都能够,依旧哪一个更好?什么缘故?学生回答:两种方式测量都会带来误差。
高中物理:全面探究电池电动势和内阻测定教案全面探究电池电动势和内阻测定教案一、教学目标1.了解电池电动势和内阻的概念及其重要性;2.掌握电池电动势和内阻测定方法;3.学会运用实验法测定电池的电动势和内阻。
二、教学重难点1.理解电池电动势和内阻的概念及其重要性;2.熟悉各种测量电池电动势和内阻的实验方法;3.运用实验法,测定电池的电动势和内阻。
三、教学内容1.电池电动势电池是指将化学能转换成电能的装置,其产生电势差的过程是电化学反应。
电化学反应包括放电和充电两种过程。
充电时,外部直流电源将外界能量输入电化学系统,将其中一些电子从正极流到负极,这些电子以化学反应的方式与电极反应进行相反的化学反应并吸收能量。
放电时,电池的正极和负极之间的电荷分离趋势会使电子从负极流向正极,从而产生电流,电能将被转化为化学能。
首先要理解电池电动势的概念。
电池电动势是指单位正电荷从负极到正极所做的功。
电动势的单位是伏特(V),通常用 E 表示。
电池的电动势可以通过下面的公式计算:E = V1 - V2其中,V1 是电池正极的电势,V2 是电池负极的电势。
2.内阻测定内阻指的是电池本身的阻抗,是由于电池本身电解质的电导性和电极反应的电化学反应速率影响电池整体电流输出的能力。
为了测定电池的内阻,我们可以使用下面两个公式:r = E / I - R其中,r 是电池内阻,E 是电池电动势,I 是电池输出的电流,R 是电路中除电池外的电阻。
为了测定电池的内阻,需要在电路中加入一个额外的电阻,并测量流过电路的总电流。
通过逐渐增加额外阻值和相应的电流测量,可以计算来自电池的电流和从外部电路中流过总电流中减去电池电流的电路电阻。
通过使用内阻公式计算,可以得出电池的内阻值。
四、教学过程1.电池电动势测定实验实验装置:电池、电位计、指示灯、开关、电线、电表。
实验步骤:(1)将电池的正极和负极分别接到电位计的两端。
(2)将电位计的指针调至最小值。
高中物理第二章第9节《实验:测定电池的电动势和内阻》教案新人教版选修3-1第二层级(小组讨论小组展示补充质疑教师点评) 主题1:实验原理闭合电路欧姆定律有多种形式,学生要能灵活选择。
学生展示可以板书形式,并由其他学生来补充。
教师最后可总结各种情况。
阅读教材中“实验原理〞标题下面的内容,回答以下问题。
(1)讨论根据闭合电路欧姆定律如何求一个电源的电动势和内阻。
(2)如何测出一节干电池的电动势和内阻?需要什么仪器,采用什么样的电路图?原理是什么?实验口头表述主题2:实验方法教师可以演示用水果做电池。
实验步骤:①按原理图连接电路;②滑动变阻器的滑动片移到一端;③调节滑动变阻器,记录电流表和电压表的示数;④用同样的方法,测量几组U、I数值并记录下来;⑤断开开关,整理好器材;⑥根据数据求得E、r。
阅读教材中“实验方法〞标题下面的内容,回答以下问题。
(1)教材中介绍用水果电池做实验,这样选择的优点是什么?如果实验中用干电池来代替水果电池,是选择新一些的电池好还是旧一些的电池好?为什么?实验中应注意什么问题?(2)简要写出实验步骤。
实验口头表述主题3:实验数据处理(1)解方程组求解E和r虽然简单,但误差较大,一般不用。
(2)画好U-I图象,理解其物理意义,充分利用坐标纸,注意小组要合作分工。
(3)此图线与纵轴的交点仍为电池的电动势,但图线与横轴的交点不再是短路电流。
展示要用投影仪进行。
阅读教材中“数据处理〞相关内容,回答以下问题。
(1)利用解方程组的方法求解E和r有什么优点和缺点?(2)电池的U-I图象的截距、斜率分别表示什么物理量?(3)画U-I图象时,纵轴可以不从零开始,如下图。
通过此图如何得出E和r?板书口头表述第三层级基本检测根据具体情况与部分同学交流,掌握学生的能力情况. 全体学生独立思考,独立完成,小组同学都完成后可交流讨论。
PPT课件技能拓展视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成PPT课件记录要点教师可在学生完成后作点评学生在相应的位置做笔记。
实验指导教案:测量电池的电动势和内阻在学习电学的课程中,我们需要了解电池的电动势和内阻。
在本次实验中,我们将会探究在电路中如何测量电池的电动势和内阻。
实验目的1.了解电池的电动势和内阻的概念2.掌握测量电池电动势和内阻的方法及操作步骤3.探究电池的电动势和内阻对电路的影响实验原理电池的电动势是指单位电荷由负极移向正极时所做的功,在国际单位制中通常用伏特(V)表示,电动势的公式为: E=V+lR;其中E为电动势,V为内阻I为电流。
内阻是指电池内部电源与电路外部负荷电阻之间的电阻,其大小通常用欧姆(Ω)表示。
测量电池电动势和内阻的方法1.量电池的电动势实验步骤如下:(1) 用万用表的直流电压档测量电池的电动势。
将电池的正极和负极分别连接到万用表的正、负输入端,用红黑测试笔连接。
(2) 测量电池在连续负载时的电压。
连接电池和电阻网络、电压表和安培表,按照电路图连接电路。
将电压表并联在电阻上,将安培表串联到电路中,记录电压和电流的读数,计算电路中的电阻。
(3) 计算电池的内阻。
应用欧姆定律U=IR,欧姆定理R=V/I。
2.测量电池的内阻实验步骤如下:(1) 使用万用表或反光法测量电池的电动势与分圆电阻。
将测试圆电阻连接到电池的正负极上,分别读取电压和电流,根据欧姆定律U=IR计算电池内阻。
(2) 将电池连接到一定电阻的电路中。
根据电路图连接电路,将电阻替换为一根变阻器。
(3) 测量电路的电流和电压。
读取电流与电压的数值,计算电路的电阻。
(4) 根据上述计算结果计算出电池内阻:R = R总 - R负载其中,R总为电路总电阻,R负载为负载电阻。
实验结果根据电路图连接实验所需的设备,完成电路搭建,并记录测量数据。
根据记录结果计算得出电池的电动势和内阻,确认测量结果的准确性。
实验总结电池的电动势和内阻对电路的影响很大,需要通过实验方法进行测量和分析。
熟练掌握测量电池电动势和内阻的实验方法,能够夯实学习电学的基础知识,从而更好地理解电路学习的核心概念。
实验测定电池的电动势和内阻教案电池的电动势和内阻是电池性能的两个重要参数,测定电池的电动势和内阻可以帮助我们了解电池的工作状态和性能表现。
本文档将详细介绍如何进行实验来测定电池的电动势和内阻。
一、实验目的:1. 了解电池的电动势和内阻的概念和意义;2. 学会使用电压表和电流表进行电池测量;3. 掌握实验测定电池电动势和内阻的方法和操作步骤;4. 分析实验结果,探讨电池性能。
二、实验器材:1. 电池:至少两个不同型号的电池;2. 电阻:一个可变电阻(电阻箱);3. 铜导线:用于连接电池和电阻箱;4. 开关:用于控制电路开关;5. 电流表:用于测量电流;6. 电压表:用于测量电势差。
三、实验原理:1. 电动势:电动势是指电池在不断消耗化学能的过程中,将化学能转化为电能的能力。
电池的电动势可以通过测量电池的开路电压来确定。
2. 内阻:电池内部存在着电阻,称为电池的内阻。
当电池输出电流时,内阻会引起电池端电压的降低。
通过测量电池在负载时的电压和电流,可以计算得到电池的内阻值。
四、实验步骤:1. 准备工作:a. 将电池、电阻箱、开关、电流表、电压表等实验器材摆放整齐并连接好;b. 将电流表连接在电池的正负极之间,用铜导线连接;c. 将电阻箱的一个端子连接在电池的负极上,另一个端子连接在电流表的正极上;d. 用铜导线将电压表的两个接线端连接在电池的正、负极上;e. 确保实验电路连接准确无误。
2. 测量电池的电动势:a. 打开开关,记录电压表的读数,这个读数即为电池的开路电压;b. 将其他电池依次进行同样的测量,记录每个电池的开路电压。
3. 测量电池的内阻:a. 将可变电阻调整为最大阻值;b. 打开开关,记录电压表的读数和电流表的读数;c. 缓慢减小电阻箱的阻值,连续记录每个阻值下的电压表和电流表的读数,直至电阻最小;d. 根据测得的电压和电流数据,可以使用欧姆定律计算得到电池的内阻值。
五、实验记录和数据处理:1. 记录实验结果表格,包含电池的型号、电动势和内阻的数值;2. 通过数据处理,绘制电动势和内阻的折线图,以便于分析和比较不同电池的性能差异;3. 根据实验结果,可以进行合理的讨论和总结。
山东省郯城第三中学高三物理一轮复习《2.9 实验:测定电池的电动
势和内阻》
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一、教材分析
“实验:测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第九节的内容,它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。
二、教学目标
一、知识与技能
1、理解闭合电路欧姆定律内容
2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理,体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。
3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。
4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法,并通过设计电路和选择仪器,开阔
思路,激发兴趣。
二、过程与方法
1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。
2、学会利用图线处理数据的方法。
三、情感态度与价值观
使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。
三、教学重点难点
重点:利用图线处理数据
难点:如何利用图线得到结论以及实验误差的分析
四、学情分析
1.知识基础分析:
①掌握了闭合电路欧姆定律,会利用该定律列式求解相关问题。
②掌握了电流表、电压表的使用方法。
2.学习能力分析:
①学生的观察、分析能力不断提高,能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。
②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。
五、教学方法
实验法,讲解法
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
3.教学环境的设计和布置:两人一组,实验室内教学。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
回顾上节所学内容,引入新内容
教师:上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律,那么此定律文字怎么述?公式怎么写?
学生:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这就是闭合电路的欧姆定律。
提出问题: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?
学生讨论后,得到的大致答案为:由前面的闭合电路欧姆定律I=E/(r+R)可知E=I(R+r),或E=U+Ir,只需测出几组相应的数值便可得到,可以采用以下的电路图:
这几种方法均可测量,今天我们这节课选择用测量的这一种。
(三)合作探究、精讲点播
1.实验原理:闭合电路欧姆定律E=U+Ir
2.实验器材:
学生回答:测路端电压;测干路电流,即过电源的电流。
需测量的是一节干电池,电动势约为1.5V,内电阻大约为零点几欧。
电流表、电压表及滑动变阻器的规格要根据实验的具体需要来确定,看看我们用到的电路图里面、各需测的是什么?
提出问题:选用电路图时,还可将接在外面,原则上也是可以的,那么我们在做实验时是否两个都可以,还是哪一个更好?为什么?
学生回答:两种方式测量都会带来误差。
采用图1 示数准确示数偏小
采用图2 示数准确示数偏小
选用哪种方式,要根据实际测量的需要确定,现在要想测出电源的内阻,如果采用图2方式,最后得到的结果相当于电源内阻与电流表内阻的总和,而两者相差又不太多,这样一来误差就会比较大,所以应采用图1的电路图。
明确各仪器的规格:
电流表0~0.6A量程,电压表0~3V量程。
滑动变阻器0~50Ω。
此外,开关一个,导线若干。
3.数据处理:
原则上,利用两组数据便可得到结果,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。
明确:
①图线的纵坐标是路端电压,它反映的是:当电流I增大时,路端电压U将随之减小,U与I 成线性关系,U=E—Ir。
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中,U与I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,才有I和U的变化。
实验中至少得到5组数据,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,分别交轴与A、B点。
A点意味着开路情况,它的纵轴截距就是电源电动势E。
说明:
①A、B两点均是无法用实验实际测到的,是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。
②由于r一般很小,得到的图线斜率的绝对值就较小。
为了使测量结果准确,可以将纵轴的坐标不从零开始,计算r时选取直线上相距较远的两点求得。
4.误差分析:
实验中的误差属于系统误差,请同学们进一步讨论,得到的数值是偏大还是偏小?(提示:利用图线及合理的推理)
可以请几位同学发言,最后得到结论。
因为电压表的分流作用
所以 I真=I测+Iv
即(I真—I测)↑,
反映在图线上:
当 U=0时,Iv→0 I→I真
故 r真>r测 E真>E测
5.布置作业:
认真看书,写好实验报告。
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
(课堂实录)(五)发导学案、布置预习。
九、板书设计
一、实验原理:
二、实验步骤:
三、数据处理:
计算:
图像:
四、误差分析:
十、教学反思:本节课重在数据处理、误差分析。