第4章 第2节 科学测量：电源的电动势和内阻（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（鲁科版2019）

第2节　科学测量：电源的电动势和内阻 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 学习目标要求 1.知道伏安法测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解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． 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 核心素养和关键能力 物理观念：伏安法测量电源电动势和内阻． 科学探究：1.根据“伏安法”测量电池电动势和内阻的原理，会选用实验器材，正确连接电路，规范实验操作.2.能进行分组、自主合作探究，并对信息进行数据处理． 科学思维：1.会设计测量电源电动势和内阻的“伏安法”“伏阻法”“安阻法”的电路图.2.体会用图像法处理数据的优点，体会“化曲为直”的思想方法. 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 伏安法测电动势和内阻 1．实验步骤 (1)电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按实验原理图(如图所示)连接好电路． 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 (2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路的阻值最大． (3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1，U1)．用同样的方法测量几组U、I值． (4)断开开关，整理好器材． (5)处理数据，用公式法和作图法求出电池的电动势和内阻． 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 (2)作U-I图像法 ①本实验中，为了减少实验误差，一般用图像法处理实验数据，即根据多次测出的U、I值，作出U-I图像，如图所示； 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 3．注意事项 (1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池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，防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化． (3)当干电池的路端电压变化不很明显，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． 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 4．误差分析 (1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确． (2)系统误差：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些．由E＝U＋Ir知，电动势的测量值偏小；实验测的内阻实际上是电压表与电源内阻的等效值，所以测的内阻也偏小，即E测＜E真，r测＜r真． 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 　利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差． 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 (1)应该选择的实验电路是图中的________(选填“甲”或“乙”)． [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； 甲 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 (2)现有开关和导线若干，以及以下器材： A．电流表(0～0.6 A) B．电流表(0～3 A) C．电压表(0～15 V) D．电压表(0～3 V) E．滑动变阻器(0～10 Ω) F．滑动变阻器(0～500 Ω) 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 实验中电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(选填相应器材前的字母) [解析]　(2)电源电动势为1.5 V，因此电压表量程选择3 V，故选D；为使电流表有较大角度的偏转，需选用全阻值小的滑动变阻器，故选E；因通过电源的电流不宜过大，故电流表选A. A D E 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 [名师点评] 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，对电表来讲不超过其量程，对滑动变阻器来讲不能超过其额定电流． (2)精确性原则，即要保证测量时电表读数精确，在不超过其量程的前提下，尽量选用小量程的，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，在用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． 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第三册 　1.在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，所