人教版《高中物理选修3―1》PPT课件 实验：测定电源的电动势和内电阻

第二章《恒定电流》第九节《实验：测定电池的电动势和内阻》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。•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，探究法一、实验原理:1、根据闭合电路欧姆定律E=U外+Ir，则路端电压U外=E-Ir.2、改变负载电阻，可得到不同的路端电压.E，r不变负载R增大电流I减小U内减小U外增大3、在电路中接入的负载电阻分别是R1、R2时，对应的在电路中产生的电流为I1、I2，路端电压为U1、U2，则代入，可获得一组方程：从而计算出：11UEIr22UEIr2112UUrII122112IUIUEII实验方法1、U-I法：E=U+IrrIUErIUE2211++2112211221IIUUrIIUIUIE2、I-R法：E=IR+Ir3、U-R法：rRUU+E=1、电路选择及误差分析AVS甲RAVS乙RvvRrEEErR+测vvRrrrRr+测EE测ArrRr+测一般采用甲图电路误差较小甲图：误差来源于电压表的分流作用乙图：误差来源于电流表的分压作用二、U-I法电路和器材的选择适宜测小内阻电源适宜测大内阻电源利用图象误差分析AVKE,r1、本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势E和内阻r都偏小。0UI测量值真实值斜率k绝对值=r电流表内接时AVKE,r1、本实验中，存在的系统误差是由于电流表的分压引起。2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻r偏大，但电动势E测=E真。0UI测量值真实值利用图象误差分析电流表外接时斜率k绝对值=r2、器材选择：安培表：0~0.6A伏特表：0~3V滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10~20Ω被测干电池：内阻较大电键和导线1、按原理图连接实物图AVS甲R三、实验步骤2、把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大3、闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有明显示数,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U,I值4、断开电键,整理好器材方法一:公式法改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值.四、数据处理rIUErIUE2211++2112211221IIUUrIIUIUIEEI短方法二:图象法在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U，I值画出U－I图像.UrkIEIr=短EE等于U轴截距r等于直线的斜率的绝对值五、注意事项1、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处.2、使用内阻较大一些的旧电池.在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.3、要测出6组I、U数据，且变化范围要大一些.4、画U-I图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.5、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的值开始(但横坐标必须从0开始)这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.设计测E、r的其它方法及误差分析I-R法：R1AR2K1K2ARKEE测ArrRr+测六、实验设计U-R法：VRKK2R1VR2K1EE测rr测例:有两只电压表A和B，量程已知，内阻不知等于多少；另有一节干电池，它的内阻不能忽略，但不知等于多少；只用这两只电压表，电键和一些连接用导线，能通过测量计算出这个电池的电动势(已知电动势不超过电压表的量程).(1)画出你测量时所用的电路图;(2)以测量的量作为已知量，导出电动势的式子.[解](1)电路如图所示：(2)闭合S2：rRUUEV+111断开S2：rRUUUEV++1`1`2`1由上两式可得：`11`21UUUUE如果已知电压表的内阻，还可测r=?谢谢