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2019-2020年高中物理第二章恒定电流实验测定电池的电动势和内阻学案新人教版选修3-1
一、导入新课,展示目标
1.知道测定电池的电动势和内阻的实验原理,进一步感受路端电压随电流变化的关系.
2.通过实验过程,掌握实验方法,学会根据图象合理外推进行数据处理的方法.
二、课前自学,提出问题1.实验方案1由E=U+Ir知,只要测出U、I的______数据,就可以列出两个关于E、r的方程,从而解出E、r,因此用电压表、电流表加上一个可变电阻就能测E、r,电路图如图所示.2由E=IR+Ir可知,只要能得到______的两组数据,列出关于E、r的两个方程,就能解出E、r,用到的器材有______、______、__________、________,电路图如图所示.3由E=U+r知,如果能得到______的两组数据,列出关于E、r的两个方程,就能解出E、r,用到的器材是_____、_____、________、________,电路图如图所示.2.实验器材以下以方案1为例待测电池一节,电流表0~
0.6A、电压表0~3V各一块,滑动变阻器一只,开关一只,导线若干.3.实验步骤1电流表用0~
0.6A量程,电压表用0~3V量程,按实验原理图连接好电路.2把滑动变阻器的滑片移到一端,使其阻值最大.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I
1、U1.用同样的方法测量几组I、U值.4断开开关,整理好器材.5处理数据,用公式法和作图法这两种方法求出电池的电动势和内阻.
三、学习过程师导生学,合作探究
一、实验的操作与注意事项1.实验器材的连接1先画出原理图,这是连接实物的依据.2先接干路,再接支路,电压表可看做支路,因此先把电池、开关、电流表、滑动变阻器依顺序连成闭合电路,最后再把电压表的正负接线柱连接到相应的位置.3注意电池的正负极、电表的正负接线柱、电表量程的选择以及滑动变阻器接线柱的合理选用.2.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时,作图象时,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池的电动势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=||求出.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U
2、I1和I2的差值要大一些.
二、实验数据的处理1.求平均值法由E=U1+I1r,E=U2+I2r可解得E=,r=.可以利用U、I的值多求几组E、r的值,算出它们的平均值.2.作U-I图象法1本实验中,为了减少实验误差,一般用图象法处理实验数据,即根据多次测出的U、I值,作U-I图象;2将图线两侧延长,纵轴截距点意味着断路情况,它的数值就是电池电动势E;3横轴截距点路端电压U=0意味着短路情况,它的数值就是短路电流;4图线斜率的绝对值即电池的内阻r,即r==,如图所示.
四、典例精析《步步高导学案设计》P55例
1、例2
五、作业布置,拓展提高第二章训练12
六、反思总结二次备课。