2011年高二物理教案4.3《测量电源的电动势和内阻》(鲁科版选修3-1)

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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测量电源的电动势与内阻一教材分析本节课是高中物理选修3—1的第四章第三节，这节课内容是测量电源的电动势与内阻，电源的特性主要由电动势与内阻来描述，因此测量电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义，在上一节介绍的测量电源内电压的方法，在许多情况下是不可行的，这一节在它的基础上，从实用的角度向学生提出了新的问题，即怎样简洁的测量电源的电动势与内阻？只有设计合理的实验电路，选择必要的实验器材，科学的处理数据，才能得到满意的结果。

本节课主要介绍了用伏安法测量电源的电动势与内阻的电路以及一种新的处理实验数据的方法——用图象法处理实验数据。

重点是：实验方案的获取与利用图像法处理数据。

难点是如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。

本节教学中主要让学生自己根据已经学过的关于闭合电路欧姆定理等相关知识，通过自己的探索，把学过的知识应用于实际，本节内容涉及到的动手实验及用图象法处理数据，这正是学生感兴趣的内容，通过学生自己的探索，不但把学过的知识应用于实际还可以激发他们的创新精神。

二教学目标1知识与技能：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.过程与方法：学会利用图线处理数据的方法。

3.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。

三设计思路测量电源的电动势与内阻其实就是对闭合电路欧姆定理的应用，这节课的安排主要是对闭合电路欧姆定理的应用反馈。

因此，本着巩固和深化所学知识，以及能够把所学过的知识应用于实际的思想，本节内容我设计如下：把全班同学分成八个小组，要求每一个小组在课下利用课余时间查阅资料了解测量电阻的各种方案，看是否可以用于本节内容中，能够设计哪些方案来测量电源的电动势与内阻，并且设计好本组将要应用的测量方案。

2.5 学生实验：测量电源的电动势和内阻一、教材分析“实验：测定电池的电动势和内阻”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。

第3节测量电源的电动势和内电阻[学习目标] 1.知道伏安法测量电源电动势和内电阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关系。

(科学思维)2.学会根据图象合理外推进行数据处理的方法。

(科学方法)3.尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法。

(科学探究)一、实验原理和方法改变滑动变阻器的阻值，测出至少两组I、U数据，代入方程E＝U＋Ir，可得到方程组E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r解此方程组可求得电动势E＝I2U1－I1U2I2－I1，内阻r＝U1－U2I2－I1。

二、实验器材待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干，铅笔，坐标纸。

三、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。

2．闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数。

3．同样的方法，依次记录多组U、I值。

4．断开开关S，拆除电路。

四、数据处理1．计算法利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如表所示。

实验序号123456I /A I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 U 外/VU 1U 2U 3U 4U 5U 6112233E ＝E 1＋E 2＋E 33，r ＝r 1＋r 2＋r 33作为测量结果。

2．图象法把测出的多组U 、I 值，在U ­I 图中描点画图象，使U ­I 图象的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U ＝E －Ir 可知：(1)纵轴截距等于电源的电动势E ，横轴截距等于外电路短路时的电流I m ＝E r。

(2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝E I m。

(3)若电源内阻r ＝0(理想电源)，则U ＝E 。

高中物理学习材料桑水制作第3节测量电源的电动势和内电阻一、实验目的用伏安法测电源的电动势和内电阻。

二、实验原理原理图如图4－3－1所示。

图4－3－1改变滑动变阻器的阻值，测出两组I 、U 的数据，代入方程 E ＝U ＋Ir ，可得到方程组⎩⎪⎨⎪⎧E ＝U 1＋I 1r E ＝U 2＋I 2r解此方程组可求得： 电动势E ＝I 2U 1－I 1U 2I 2－I 1，内阻r ＝U 1－U 2I 2－I 1。

三、实验器材待测电池一节、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线、坐标纸、直尺。

四、实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，按电路图把器材连接好。

(2)将滑动变阻器的滑片移到一端，使接入电路部分的电阻值最大。

(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显读数，记录一组电流表和电压表的读数。

(4)用同样方法，再次测量并记录几组U 、I 值。

(5)断开开关，整理好器材。

(6)根据测量的数据描绘U ­I 图线，所得图线的延长线与纵轴U 的交点即为电源的电动势E ，图线斜率的绝对值即为电源的内阻r 。

五、数据处理 1．代数法运用方程组⎩⎪⎨⎪⎧E ＝U 1＋I 1rE ＝U 2＋I 2r 求解E 和r 。

为了减小实验的偶然误差，应该利用U 、I 值多求几组E 和r 的值，算出它们的平均值。

2．图像法对于E 、r 一定的电源，路端电压U 与通过干路的电流I 的U ­I 图线应该是一条直线(如图4－3－2)，这条直线与纵轴U 的交点表示电源的电动势E ，与横轴I 的交点表示短路电流I 0，图线的斜率的绝对值表示电源的内电阻r 。

图4－3－2六、注意事项(1)使用内阻大些(用过一段时间)的干电池，在实验中不要将I 调得过大，每次读完U 、I 读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E 、r 明显变化。

(2)在画U ­I 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减小偶然误差。

5 学生实验：测量电源的电动势和内阻[学习目标] 1.知道测量电源的电动势和内阻的实验原理，进一步感受闭合电路路端电压随电流变化的关系． 2.经历实验过程，掌握实验方法，学会根据图像合理外推进行数据处理的方法．一、实验原理1．“伏安法”测E 和r如图所示，改变R 的阻值，测量外电压U 外和通过电源的电流I ，由闭合电路欧姆定律建立方程组：E ＝U 1＋I 1r ① E ＝U 2＋I 2r②联立①②两式便可求出电源的电动势E 和内阻r .2．“安阻法”测E 和r用电流表、电阻箱测定电源的电动势和内阻时的电路图如图所示．由E ＝IR ＋Ir 可知，只要能得到I 、R 的两组数据，列出关于E 、r 的两个方程，就能解出E 、r .3．“伏阻法”测E 和r用电压表、电阻箱测定电源的电动势和内阻时的电路图如图所示．由E ＝U ＋U Rr 知，如果能得到U 、R 的两组数据，列出关于E 、r 的两个方程，就能解出E 、r .二、实验器材(以伏安法为例)待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干．三、实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好，如图所示．2．把变阻器的滑动片移到一端使电路中阻值最大．3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I 和U 的值．并填入下表：实验序号1 2 3 4 5 6 I /A U /V四、数据处理 1．公式法分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组分别解出E 1、r 1，E 2、r 2，E 3、r 3，求出它们的平均值E ＝E 1＋E 2＋E 33，r ＝r 1＋r 2＋r 33作为测量结果．2．图像法把测出的多组U 、I 值，在U ­I 图中描点画图像，使U ­I 图像的直线经过尽可能多的坐标点并使不在直线上的各坐标点大致均匀地分布在直线的两侧，如图所示，由U ＝E －Ir 可知，图线与纵轴截距等于电动势E ，图线斜率的绝对值等于内阻r ，根据图线纵截距和斜率得出E 、r ⎝ ⎛⎭⎪⎫r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝E I m .五、注意事项1．为使电源的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的电源和内阻较大的电压表． 2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止电源大电流放电时内阻r 的明显变化．3．当电源的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始．如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电源的电动势E ，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔUΔI求出．六、误差分析1．偶然误差产生原因减小方法电压表、电流表的读数电压表、电流表指针偏角适当大些描点时不准确，画U­I图像时不规范多测几组数据，不在直线上的点，大致均匀分布在直线两侧．个别偏离直线较远的点不予考虑(1)电流表相对于待测电阻(电源内阻)外接．实测的E和r都小于真实值，即E测＜E真，r测＜r真．(2)电流表相对于待测电阻(电源内阻)内接．E测＝E真，r测＞r真．任一种电路都存在系统误差，若电源内阻较小时，不能采用图甲的测量电路，尽管电动势的测量值准确，但内阻的测量误差很大，因此要选用图甲的测量电路．但若电源内阻很大，以至于电流表内阻可以忽略，如水果电池，则需用图甲的测量电路．【例1】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．(1)应该选择的实验电路是图中的________(填“甲”或“乙”)电路图．(2)现有电流表(0～0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表(0～15 V)B．电压表(0～3 V)C．滑动变阻器(0～50 Ω)D．滑动变阻器(0～500 Ω)实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图中的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U­I图线．序号 1 2 3 4 5 6 电压U(V) 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10电流I(A) 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480思路点拨：①一节干电池的电动势大约为1.5 V，内阻很小．②电源的U­I图像为一条倾斜的直线，作图时应使尽可能多的点在直线上．[解析](1)如果用乙电路，误差来源于电流表的分压，测量时将电流表内阻当成电源内阻的一部分，而电流表内阻与电源内阻很接近，故电源内阻测量误差大；用甲电路，误差来源于电压表的分流，因为电压表的内阻远大于滑动变阻器的电阻，故电压表分流很小，测量引起的误差小，故选择甲电路图；(2)一节干电池的电动势约为1.5 V，因此电压表选择量程为0～3 V的，故选B；为了方便调节，需选用最大阻值较小的滑动变阻器，故选C；(3)先描点，然后画直线，使点尽可能多地分布在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，个别偏差较大的点可忽略，就得到U­I图线；(4)由闭合电路的欧姆定律得U＝E－Ir，故U­I图像的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，故E＝1.50 V，r＝0.83 Ω.[答案](1)甲(2)B C(3)如图所示(4)1.50(1.49～1.51) 0.83(0.81～0.85)选择仪器时注意掌握的原则(1)安全性原则，即一定要保证仪器的安全，对电表来讲不超量程，对滑动变阻器来讲不能超其额定电流．(2)精确性原则，即要保证测量时读数精确，对电表来讲在不超量程的前提下，尽量选用小量程的，对欧姆表来讲尽量让指针指在中值刻度附近．(3)方便性原则，此原则主要针对滑动变阻器来讲，在滑动变阻器控制电路时，电路的电压、电流的变化范围要尽可能大，以便获取多组测量值．【例2】一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻．准备的器材有：电流表(0～200 mA，内阻是12 Ω)，电阻箱R(最大阻值9.9 Ω)，一个开关和若干导线．(1)由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表并联，若要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的2倍，则定值电阻的阻值R0＝________Ω.(2)设计的电路图如图甲所示．若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I，并计算出1I，得到多组数据后描点作出R­1I图线如图乙所示，则该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.[解析](1)由题意可知，设通过电流表的电流为I，则通过电阻R0的电流为2I；则R0＝12R A ＝6 Ω. (2)R 0与R A 并联后的电阻为R 1＝6×126＋12Ω＝4 Ω，根据全电路欧姆定律：E ＝3I (R ＋R 1＋r )，变形可得：R ＝E 3·1I －(4＋r )；由图线可知：4＋r ＝6，E 3＝63，则r ＝2 Ω，E ＝6 V.[答案] (1)6 (2)6 2本题依据基本公式E ＝I (R ＋r )，并给出了R ­1I图像，体现了物理实验数据的“化曲为直”的思想．首先由E ＝I (R ＋r )变形得出R ＝E I－r ，然后分析图像的截距和斜率的意义，得到结论．利用数学函数求解物理问题．1．如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内电阻的电路．电路中R 1、R 2为已知阻值的电阻．下列说法中正确的是( )A ．只有甲同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻B ．只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻C ．只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻D ．三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻D [甲同学设计的电路可用E ＝I 1(r ＋R 1)、E ＝I 2(r ＋R 2)求得电源的电动势和内阻，乙同学设计的电路可用E ＝U 1＋U 1R 1r 、E ＝U 2＋U 2R 2r 求得电源的电动势和内阻，而丙同学设计的电路可用E ＝U 1＋I 1r 、E ＝U 2＋I 2r 求得电源的电动势和内阻，故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内阻，故D 正确．]2．在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．(1)按图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A ”或“B ”)．(3)如图是根据实验数据作出的U ­I 图像，由图可知，电源的电动势E ＝________V ，内阻r ＝____________Ω.[解析] (1)电路连接如图所示．(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B 端． (3)由U ­I 图像可知，电源电动势为1.5 V ，内阻r ＝1.5－1.00.5 Ω＝1.0 Ω.[答案] (1)见解析 (2)B (3)1.5 1.03．某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E 和内阻r .根据实验数据绘出如图乙所示的R ­1I图线，其中R 为电阻箱读数，I 为电流表读数，由此可以得到E ＝________，r ＝________．[解析] 由闭合电路欧姆定律有E ＝I (R ＋r )，R ＝E I－r .由此知题图乙中图线的斜率为电动势E ，纵轴截距的大小为内阻r .E ＝8－（－1）3V ＝3 V ，r ＝1 Ω.[答案] 3 V 1 Ω4．小明利用如图所示的实验装置测量一节干电池的电动势和内阻．(1)图中电流表的示数为________A.(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U/V 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06I/A0.12 0.20 0.28 0.36 0.44由图线求得：电动势E＝____________V，内阻r＝____________Ω.(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合．其实，从实验误差考虑这样的操作不妥，因为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.[解析](1)电流表使用的量程为0～0.6 A．所以电流表读数为0.44 A.(2)描点连线得到U­I图像，如图所示根据E＝U＋Ir，图像中纵轴截距表示电源的电动势，所以E＝1.60 V(1.58～1.62 V都算对)，斜率为内阻，所以r≈1.22 Ω(1.18～1.26 Ω都算对)．(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大．[答案](1)0.44 (2)U­I图像见解析 1.60(1.58～1.62都算对) 1.22(1.18～1.26都算对)(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大5．某同学准备利用下列器材测量电源电动势和内阻．A．干电池两节，每节的电动势约为1.5 V，内阻约几欧姆B．直流电压表V1、V2，量程均为0～3 V，内阻约为3 kΩC．定值电阻R0，阻值为5 ΩD．滑动变阻器R，最大阻值为50 ΩE．导线和开关(1)该同学连接的实物电路如图所示，其中还有一根导线没有连，请补上这根导线．(2)实验中移动滑动变阻器的滑片，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1­U2图像如图所示，图中直线的斜率为k，横轴上的截距为a，则电源的电动势E＝________，内阻r＝__________(用k、a、R0表示)．[解析](1)利用两个电压表和一个定值电阻来确定电路中的总电流．缺少的导线如图所示．(2)电路中的总电流I ＝U 2－U 1R 0，由闭合电路欧姆定律得U 1＝E －I (R 0＋r )，联立得U 1＝R 0＋r r ·U 2－ER 0r ，故有R 0＋r r ＝k ，0＝R 0＋r r ·a －ER 0r ，解得E ＝ka k －1，r ＝R 0k －1. [答案] (1)如解析图所示 (2)ka k －1 R 0k －16．某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，使用的器材还包括定值电阻(R 0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图甲所示．(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接． (2)请完成下列主要实验步骤：A ．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是________；B ．将开关S 1闭合，开关S 2断开，电压表的示数是1.49 V ；C ．将开关S 2________，电压表的示数是1.16 V ；断开开关S 1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内电阻是________(计算结果保留两位有效数字)． (4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(选填“大”或“小”)．[解析] (1)按电路图由电源“－”极出发依次连接实物，先连接干路再连接支路． (2)由图丙读得电阻箱阻值为R ＝20 Ω；将S 1闭合、S 2断开，电压表示数为电源电动势，E ＝1.49 V ；将S 2再闭合，电压表示数为R 两端电压．将电压表视为理想电表，则干路电流I ＝U V R ＝1.1620A ＝0.058 A. (3)因为I ＝E R 0＋R ＋r ，所以r ＝E I －R 0－R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1.490.058－5－20 Ω≈0.69 Ω.(4)若考虑电压表的内阻，则S 1闭合、S 2断开时，电压表示数为该表两端电压，小于电源电动势．[答案] (1)(2)A.20 Ω C ．闭合 (3)0.69 Ω (4)小。

高二物理人教版选修3-1测定电池的电动势和内阻教学计划一、教材内容分析本课是高中物理选修3—1的第二章第十节，这节课内容是测量电池的电动势与内阻，测量电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义。

本节课主要介绍了用伏安法测量电源的电动势和内阻的电路以及用图像法处理实验数据。

二、设计理念与设计思路本节教学中主要让学生应用已经学过的闭合电路欧姆定律的相关知识设计电路图，测量电池电动势和内阻，在教师的引导下，让学生明白该怎么做，为什么这样做。

通过本节课培养学生实验设计、实验操作、数据处理和误差分析的能力，还可以激发他们的学习兴趣。

本节课我们先明确实验目的，引导学生设计好实验方案，探讨实验操作细节，规范完成实验，做好误差分析和数据分析。

三、学情与教材分析学生已学习了闭合电路欧姆定律、伏安法测电阻，对闭合电路的内、外电电路的有一定认识，但是由于对电学实验接触比较少，对于电路的设计能力仍需进一步的加强，这也是本实验的一个重要任务。

另外，利用图像处理数据的能力的培养是本次实验探究的另一个重要任务。

四、教学目标1.知识与技能：使学生学会实验电路图的设计使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，通过实验开阔学生思路，激发兴趣。

2.过程与方法：学会实验电路图的设计、学会利用图像处理数据的方法、学会误差分析。

3.情感态度与价值观：使学生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兴趣。

五、重点、难点分析1.重点：实验电路图的设计2.难点：实验电路图的设计六、教学方法：探究法、讨论法、实验法、七、教学准备仪器：电流表，电压表，滑动变阻器，开关，两节旧干电池，电池盒，导线各若干。

八、教学过程这节课我们来测定电源的电动势和内电阻，请各组同学根据实验目的，设计好实验原理图，组内讨论后把优化的方案以图的形式画到黑板上。

(以下，我假设几个学习小组，假设一些学生，假设几种情况举例，讲课时可以随机应变。

高二物理选修3－1测量电源的电动势和内阻 经典案例分析 电路中的能量转化与守恒【本讲教育信息】一、教学内容测量电源的电动势和内阻 经典案例分析 电路中的我能量转化与守恒二、考点点拨本节课的相关内容测量电源的电动势和内阻及相关应用是高中电学阶段的重点实验内容，是高考常考的知识点之一。

三、跨越障碍（一）实验目的测定电源的电动势和内阻（二）实验原理根据闭合电路欧姆定律内外U U E +=，则路端电压Ir E U -=外。

由于电源电动势E 和内阻r 不随外电路负载变化而改变，如当外电路负载增大时，电路中电流减小，内电压减小，使路端电压增大，因此只要改变负载电阻，即可得到不同的路端电压。

在电路中接入的负载电阻分别是R 1、R 2时，对应的在电路中产生的电流为1I 、2I ，路端电压为U 1、U 2，则代入Ir E U -=外中，可获得一组方程r I E U 11-=，r I E U 22-=从而计算出E 、r 。

有2112I I U U r --=、211221I I U I U I E --=。

（三）实验器材被测电池（干电池）；电压表；电流表；滑动变阻器；电键和导线（四）实验步骤1. 确定电流表、电压表的量程，按如图所示电路把器材连接好。

2. 把变阻器的滑动片移到最右端。

3. 闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I 、U 值。

4. 断开电键，整理好器材。

5. 数据处理，用原理中的方法计算或在U —I 图中找出E 、r 。

（五）注意事项1. 使用内阻大些的干电池，在实验中不要将电流调得过大，每次读完I 、U 读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E 、r 明显变化。

2. 在画U —I 图像时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，不用顾及个别离开较远的点，以减少偶然误差。

3. 干电池内阻较小时，坐标系内大部分空间得不到利用，为此可使纵坐标不从零开始。

第3节测定电源的电动势和内电阻学案导学学习目的（一）知识与技能1、了解并掌握测定电源的电动势和内电阻的原理和实验方法。

2、学习用代数法和图象法处理实验数据。

（二）过程与方法通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。

养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。

（三）情感、态度与价值观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，培养观察能力、思维能力和操作能力，提高对物理学习的动机和兴趣。

学习重点掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。

学习难点用图象法处理实验数据。

自主学习1.闭合电路欧姆定律的内容2.测定电源的电动势和内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r与路端电压U、电流I 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I 、电路外电阻R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。

4. 根据闭合电路欧姆定律，可以写出电源电动势E、内电阻r与路端电压U 、电路外电阻R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。

同步导学用伏安法测电源电动势和内电阻时应注意：（1）应选用内阻大一些（用过一段时间）的干电池，在本实验中不要把电流调得过大，每次读完示数后立即断电。

（2）在画U-I图象时，要使较多的点落在这条直线上，或使各点均匀分布在直线的两侧。

个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。

这样，就可以使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。

（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。

这时，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恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。

第5节学生实验：测量电源的电动势和内阻一、实验目的1．知道测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关系。

2．学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。

3．尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法。

二、实验原理1．实验电路如图2-5-1所示。

图2-5-12．实验原理根据闭合电路欧姆定律：E ＝U 外＋Ir ，改变外电路电阻R ，用电流表和电压表测出两组总电流I 1、I 2和对应路端电压U 1、U 2，即可得到两个欧姆定律方程：E ＝U 1＋I 1r 和E ＝U 2＋I 2r ，解此方程组可得电源的电动势为：E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2，电源的内电阻为r ＝U 2－U 1I 1－I 2。

三、实验器材待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。

四、实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，按图2-5-1所示电路把器材连接好，如图2-5-2所示。

图2-5-2(2)把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。

(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I 和U 的值。

并填入下表： 实验序号 1 23 4 5 6 I /AU 外/V(4)断开开关，整理好器材。

五、数据处理1．公式法分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组分别解出E 1、r 1，E 2、r 2，E 3、r 3，求出它们的平均值E ＝E 1＋E 2＋E 33，r ＝r 1＋r 2＋r 33作为测量结果。

2．图像法把测出的多组U 、I 值，在U -I 图中描点画图像，使U -I 图像的直线经过尽可能多的坐标点并使不在直线上的各坐标点大致均匀地分布在直线的两侧，如图2-5-3所示，由U ＝E －Ir 可知，图线与纵轴截距等于电动势E ，图线斜率的绝对值等于内阻r ，根据图线纵截距和斜率得出E 、r ⎝⎛⎭⎫r ＝|ΔU ΔI |＝E I m 。