第十二章 电能 能量守恒定律 3 实验：电池电动势和内阻的测量-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册创新导学案课件PPT（人教版2019）

第十二章　电能　能量守恒定律 1 3．实验：电池电动势和内阻的测量 2 1．掌握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并进行实验数据处理。2.理解“伏阻法”“安阻法”测量电池电动势和内阻的原理，掌握其数据处理方法。3.尝试进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法。 课前自主学习 4 多次测量 滑动变阻器 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 二　实验器材 电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线。 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最大的一端。 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．用同样的方法，依次记录多组U、I值。 4．断开开关S，拆除电路。 5．用公式法或图像法求出电池的电动势和内阻。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课堂探究评价 7 探究1　测量过程·获取数据 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 活动1：本实验的研究对象是什么？研究什么？ 活动2：本实验的原理图应是上图中的哪个？为什么不选另一个图？ 提示：本实验的研究对象是电源，要测出它的电动势和内阻。 提示 提示：本实验的原理图是图甲。尽管图甲的接法也存在误差，但是图乙测出的内阻是电源的内阻和电流表的内阻之和，而这两个内阻一般来说大小不相上下，则测出的结果没有实际价值。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 活动3：本实验要获得的是什么数据？测两组数据够吗？ 提示：要通过电压表、电流表获得路端电压和电路的电流这两个数据。根据实验原理，两组数据就可以解出E、r，但误差可能很大。为了减小误差，只有两组数据还不够，还应该调节滑动变阻器获得多组数据。 提示 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 活动4：本实验中有哪些注意事项？ 提示：(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。 (2)为了减小电压表分流带来的误差，应选内阻较大的电压表。 (3)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间过长导致内阻r发生明显变化。 (4)为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。 提示 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 探究2　分析数据·得出结论 活动1：本实验处理数据的方法有哪些？请详述。 提示：为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法： (1)公式法 依次记录多组数据(一般为6组)，如表所示： 分别将第1、4组，第2、5组，第3、6组联立方程解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，分别求平均值。 提示 实验序号 1 2 3 4 5 6 I/A I1 I2 I3 I4 I5 I6 U/V U1 U2 U3 U4 U5 U6 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 (2)图像法 把测出的多组U、I值，在U­I图中描点画线，使U­I图像的直线经过大多数坐标点，不在直线上的点大致均匀分布在直线的两侧，如图甲所示。 由于电源的内阻较小，如果干电池的路端电压变化不是很明显，作图像时，纵轴标度可适当大些，且纵轴起点可不从零开始，如图乙所示。 提示 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 活动2：通过分析活动1中的实验数据，你能得到什么结论？ 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 探究3　误差分析·实验创新 1．偶然误差 (1)由于电表读数不准引起的误差。 (2)用图像法求E和r时，由于作图不准确造成的误差。(作图像时，若纵轴起点不从零开始，可以减小作图误差) 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 根据E＝U＋Ir测量电源的电动势和内阻，需要两个电表分别来测电流和电压，我们称其为方案一。如果只用一个电表测出电流或电压，如何完成实验？ 方案二：安阻法 (1)原理：E＝U＋Ir可以写成E＝IR＋Ir。由此可知，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。 (2)器材：电路图如图所示。用到的器材有电池、 开关、导线、电阻箱、电流表。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 探究4　典例探究·提升能力 例　某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电