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1、2.9實(shí)驗(yàn):測定電池的電動勢和內(nèi)阻
教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能
1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容
2、理解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理,體驗(yàn)測定電源的電動勢和內(nèi)阻的探究過程。
3、用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻。
4、使學(xué)生掌握利用儀器測量電池電動勢和內(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)會利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。
三、情感態(tài)度與價值觀
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
2、力、思維能力和操作能力,提高學(xué)
生對物理學(xué)習(xí)的動機(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勢成正比,跟整個電路的電阻成反比,這就是閉合
電路的歐姆定律。
提出問題:現(xiàn)在有一個干電池,要想測出其電動勢和內(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
3、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:
這幾種方法均可測量,今天我們這節(jié)課選擇用⑦0測量的這一種。
(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+Ir
2 .實(shí)驗(yàn)器材:
學(xué)生回答:。測路端電壓;@測干路電流,即過電源的電流。需測量的是一節(jié)干電池,
電動勢約為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?、⑦各需測的是什么?
提出問題:選用電路圖時,還可將?接
4、在外面,原則上也是可以的,那么我們在做實(shí)驗(yàn)時
是否兩個都可以,還是哪一個更好?為什么?
學(xué)生回答:兩種方式測量都會帶來誤差。
采用圖1⑦示數(shù)準(zhǔn)確?示數(shù)偏小
采用圖2⑷示數(shù)準(zhǔn)確⑦示數(shù)偏小
0~
—|i/—~|ik—
圖1圖2
選用哪種方式,要根據(jù)實(shí)際測量的需要確定,現(xiàn)在要想測出電源的內(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。
滑動變阻器0?50心
此外,開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。
3 .數(shù)據(jù)處理:
原則上,利用兩
5、組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)果,但這樣做誤差會比較大,為此,我們可以多測幾組求
平均,也可以將數(shù)據(jù)描在圖上,利用圖線解決問題。
①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,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。
②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U—I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)的個數(shù)要大致相等,這樣,可使偶然誤差得到部分抵消,
6、從而提高精
確度。
討論:將圖線延長,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,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勢E。
吟點(diǎn)懣誄若短路情況’它的橫坐林總JT=-fL
說明:
①A、B兩點(diǎn)均是無法用實(shí)驗(yàn)實(shí)際測到的,是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。
②由于r一般很小,得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測量結(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,請同學(xué)們進(jìn)一步討論,得到的數(shù)值是偏大還是偏???(提示:
利用圖線及合理的推理)
E凰:
口14>1
可以請幾位同學(xué)發(fā)言,最后得到結(jié)論。
因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔?
所以I真=I測+Iv
而工管三P隨uf8及f
即(I真一I測)T,
反映在圖線上:
當(dāng)U=0時,Ivf0IfI真
故r真〉r測E真〉E測
5 .布置作業(yè):
認(rèn)真看書,寫好實(shí)驗(yàn)報告。
(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,
單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)就可以利用T2-l圖線來求go