2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí)《測定電源的電動勢和內(nèi)阻》教學(xué)設(shè)計.doc

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2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí)測定電源的電動勢和內(nèi)阻教學(xué)設(shè)計課題測定電源的電動勢和內(nèi)阻課時2授課班級考點(diǎn)、知識點(diǎn)通過實(shí)驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握實(shí)驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法。2.會用計算法或圖象法處理實(shí)驗數(shù)據(jù)重、難點(diǎn)會利用計算法和圖象法來處理實(shí)驗數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)生活動一、復(fù)習(xí)基本實(shí)驗要求 思考、回憶、 傾聽、勾畫。 歸納和練習(xí) 思考、小結(jié)。傾聽、理解、練習(xí)、改錯傾聽、理解、練習(xí)、改錯傾聽、理解、練習(xí)、改錯傾聽、理解、練習(xí)、改錯練習(xí)、傾聽、思考、筆記。練習(xí)、改錯、交流討論。閱讀、理解、歸納傾聽、理解、練習(xí)、改錯1、實(shí)驗?zāi)康模?用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻2進(jìn)一步加深對閉合電路歐姆定律的理解3進(jìn)一步熟練掌握電壓表和電流表的使用方法2、實(shí)驗原理：1實(shí)驗依據(jù)：閉合電路的歐姆定律2實(shí)驗電路：如圖所示3E和r的求解：由UEIr得，解得4作圖法數(shù)據(jù)處理，如圖所示(1)圖線與縱軸交點(diǎn)為E.(2)圖線與橫軸交點(diǎn)為I短.(3)圖線的斜率表示r. 特別提醒圖線斜率的絕對值為電源內(nèi)阻r的大?。划?dāng)I0時，UE，即圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值；當(dāng)U0時，I為短路時的電流，即圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值但要注意，有時縱軸起點(diǎn)不是零，這時圖線與橫軸的交點(diǎn)不是短路電流，圖線斜率的絕對值仍是內(nèi)阻值，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值仍為電源的電動勢值3、實(shí)驗器材：電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙4、實(shí)驗步驟：1連接電路：電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按圖1連接好電路2測量與記錄：(1)把變阻器的滑片移動到使用阻值最大的一端(2)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)用同樣方法測量多組I、U值填入表格中.第1組第2組第3組第4組第5組第6組I/AU/V(3)斷開開關(guān)，拆除電路整理好器材五、數(shù)據(jù)處理：本實(shí)驗中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點(diǎn)畫圖法方法一取六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r，取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大小方法二在坐標(biāo)紙上以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立UI坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組(U，I)值所對應(yīng)的點(diǎn)，然后盡量多地通過這些點(diǎn)作一條直線，不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即是電池電動勢的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線斜率的絕對值即為電池的內(nèi)阻r.即r|.六、誤差分析：1偶然誤差：(1)由讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起誤差(2)用圖象法求E和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差(3)測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變化2系統(tǒng)誤差：由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差(1)如圖甲所示，在理論上EU(IVIA)r，其中電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓，而實(shí)驗中忽略了通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大結(jié)論：當(dāng)電壓表示數(shù)為零時，IV0，IAI短，短路電流測量值真實(shí)值E測E真因為r測，所以r測r真從電路的角度看，電壓表應(yīng)看成內(nèi)電路的一部分，故實(shí)際測出的是電池和電壓表這一整體的等效內(nèi)阻和電動勢(r測和E測)，如圖乙所示，因為電壓表和電池并聯(lián)，所以r測小于電池內(nèi)阻r真，因為外電阻R斷開時，a、b兩點(diǎn)間電壓Uab等于電動勢E測，此時電源與電壓表構(gòu)成回路，所以UabE真，即E測E真(2)若采用如圖甲所示的電路，IA為電源電流真實(shí)值，理論上有EUUAIAr，其中UA不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越大，當(dāng)電流為零時，UA0，電壓為準(zhǔn)確值，等于E，如圖乙所示甲乙結(jié)論：E為真實(shí)值，I短測r真，r測為r真和RA的串聯(lián)值，由于通常情況下電池的內(nèi)阻較小，所以這時r測的測量誤差非常大二、規(guī)律方法總結(jié)1、實(shí)驗數(shù)據(jù)求E,r的處理方法2、注意事項：1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段時間的干電池)2要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，然后用方程組求解，并求平均值3畫UI圖線時，由于讀數(shù)的偶然誤差，描出的點(diǎn)不在一條直線上，在作圖時應(yīng)使圖線通過盡可能多的點(diǎn)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度4由于干電池的內(nèi)阻較小，路端電壓U的變化也較小，這時畫UI圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)I必須從零開始)但這時圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電源的電動勢，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)電阻3、 誤差分析4、實(shí)驗改進(jìn)：測電源的電動勢和內(nèi)電阻的其他幾種方法1用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大2用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為：EU1r，EU2r.由此可求出r和E，此種方法測得的電動勢和內(nèi)阻均偏小3用一只電壓表粗測電動勢，直接將電壓表接在電源兩端，所測值近似認(rèn)為是電源的電動勢，此時UE，需滿足RVr.4用兩個電壓表可測得電源的電動勢，電路如圖7所示測量方法為：斷開S，測得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2，此時，EU1U2r,RV為V1的內(nèi)阻；再閉合S，V1的示數(shù)為U1,此時EU1r，解方程組可求得E. 三、考點(diǎn)歸納1、實(shí)驗原理與實(shí)驗操作復(fù)習(xí)講義P129 例題1講解 遞進(jìn)題組 1、2題學(xué)生訓(xùn)練，小組討論，小組總結(jié)，教師歸納2、數(shù)據(jù)處理與圖像應(yīng)用復(fù)習(xí)講義P130 例題2講解 遞進(jìn)題組 3、4題學(xué)生訓(xùn)練，小組討論，小組總結(jié)，教師歸納3、實(shí)驗拓展與創(chuàng)新測定電源的電動勢和內(nèi)阻的其它方法：1、安阻法 2、伏阻法 3、伏伏法復(fù)習(xí)講義P132 例題3講解 變式題組 5、6題學(xué)生訓(xùn)練，小組討論，小組總結(jié)，教師歸納教學(xué)反思