高中物理電動勢教案
發(fā)表時間:2021-03-01高考物理第一輪總復習測電動勢和內阻教案37。
作為杰出的教學工作者,能夠保證教課的順利開展,作為教師就要好好準備好一份教案課件。教案可以更好的幫助學生們打好基礎,減輕教師們在教學時的教學壓力。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的教案呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“高考物理第一輪總復習測電動勢和內阻教案37”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
電學實驗專題(一)
測電動勢和內阻
(1)直接法:外電路斷開時,用電壓表測得的電壓U為電動勢E;U=E
(2)通用方法:AV法測要考慮表本身的電阻,有內外接法;
①單一組數據計算,誤差較大
②應該測出多組(u,I)值,最后算出平均值
③作圖法處理數據,(u,I)值列表,在u--I圖中描點,最后由u--I圖線求出較精確的E和r。
(3)特殊方法
(一)即計算法:畫出各種電路圖
(一個電流表和兩個定值電阻)
(一個電流表及一個電壓表和一個滑動變阻器)
(一個電壓表和兩個定值電阻)
(二)測電源電動勢ε和內阻r有甲、乙兩種接法,如圖
甲法中:所測得ε和r都比真實值小,ε/r測=ε測/r真;
乙法中:ε測=ε真,且r測=r+rA。
(三)電源電動勢ε也可用兩阻值不同的電壓表A、B測定,單獨使用A表時,讀數是UA,單獨使用B表時,讀數是UB,用A、B兩表測量時,讀數是U,則ε=UAUB/(UA-U)。www.lvshijia.net
電阻的測量
①AV法測:要考慮表本身的電阻,有內外接法;多組(u,I)值,列表由u--I圖線求。怎樣用作圖法處理數據
②歐姆表測:測量原理
兩表筆短接后,調節(jié)Ro使電表指針滿偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx后通過電表的電流為Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對應,因此可指示被測電阻大小
使用方法:機械調零、選擇量程(大到小)、歐姆調零、測量讀數時注意擋位(即倍率)、撥off擋。
注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。
③電橋法測:
④半偏法測表電阻:斷s2,調R1使表滿偏;閉s2,調R2使表半偏.則R表=R2;
相關閱讀
高考物理第一輪基礎知識復習教案:電動勢 歐姆定律
第1課時電動勢歐姆定律
基礎知識歸納
1.導線中的電場
(1)形成因素:是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的.
(2)方向:導線與電源連通后,導線內很快形成了沿導線方向的恒定電場.
(3)性質:導線中恒定電場的性質與靜電場的性質不同.
2.電流
(1)導體形成電流的條件:①要有自由電荷;②導體兩端形成電壓.
(2)電流定義:通過導體橫截面的電荷量跟這些電荷量所用時間的比值叫電流.
(3)電流的宏觀表達式:I=qt,適用于任何電荷的定向移動形成的電流.
(4)電流是標量但有方向,規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向(或與負電荷定向移動的方向相反).單位:A,1A=103mA=106μA.
(5)電流的微觀表達式:I=nqvS,n是單位體積內的自由電荷數,q是每個自由電荷電荷量,S是導體的橫截面積,v為自由電荷的定向移動速率.
說明:導體中三種速率:定向移動速率非常小,約10-5m/s;無規(guī)律的熱運動速率較大,
約105m/s;電場傳播速率非常大,為3×108m/s.
3.電動勢
(1)電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電勢能的裝置;
(2)電源電動勢是表示電源將其他形式的能轉化為電能的本領的大小的物理量;
(3)電源電動勢E在數值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內從負極移送到正極所做的功,即E=W/q;
(4)電源電動勢和內阻都由電源本身的性質決定,與所接的外電路無關.
4.部分電路的歐姆定律
(1)內容:導體中的電流跟導體兩端電壓成正比,跟導體的電阻成反比.
(2)公式:I=UR.
(3)適用條件:金屬導電或電解液導電.對氣體導電和晶體管導電不適用.
(4)圖象
注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別:對于電阻一定的導體,圖中兩圖都是過原點的直線,I-U圖象的斜率表示電阻的倒數,U-I圖象的斜率表示電阻.當考慮到電阻率隨溫度的變化時,電阻的伏安特性曲線不再是過原點的直線,但部分電路的歐姆定律還是適用.
重點難點突破
一、公式I=q/t和I=nqSv的理解
I=q/t是電流的定義式,適用于任何電荷的定向移動形成的電流.注意:在電解液導電時,是正、負離子向相反方向定向移動形成電流,q應是兩種電荷的電荷量絕對值之和,電流方向為正電荷定向移動的方向.
I=nqvS是電流的微觀表達式(n為單位體積內的自由電荷個數,S為導線的橫截面積,v為自由電荷的定向移動速率,約10-5m/s).
二、電動勢和電壓的關系
電動勢和電壓這兩個物理量盡管有著相同的單位,而且都是描述電路中能量轉化的物理量,但在能量轉化方式上和決定因素上有本質的區(qū)別:
1.電壓表示電場力做功(UAB=WABq),是將電能轉化為其他形式的能的本領;電源電動勢表示非靜電力做功(E=),是把其他形式的能轉化為電勢能的本領.
2.決定因素不同:電壓由電源和導體的連接方式決定;電動勢由電源本身的性質決定,與所接的外電路無關.
三、伏安特性曲線及其應用
1.伏安特性曲線
電阻恒定不變的導體,它的伏安特性曲線是直線,如右圖中a、b兩直線所示,具有這種伏安特性曲線的電學元件叫線性元件,直線的斜率等于電阻的倒數.電阻因外界條件變化而變化的導體,它的伏安特性曲線是曲線,如圖中c所示,這類電學元件叫非線性元件,導體c的電阻隨電壓升高而減小.
2.利用伏安特性曲線的斜率求電阻時,不能用直線的傾角的正切來求,原因是物理圖象坐標軸單位長度是可以表示不同大小的電壓或電流,而應用R=求電阻.
3.一般金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大,其伏安特性如下圖所示.
由于金屬導體是純電阻,所以歐姆定律仍然適用,伏安特性曲線上某一點的縱坐標和橫坐標的比值,即曲線的割線斜率表示了導體的電阻(圖甲)或導體的電阻的倒數(圖乙).
典例精析
1.公式I=q/t和I=nqvS的理解和應用
【例1】來自質子源的質子(初速度為零),經一加速電壓為800kV的直線加速器加速,形成電流強度為1mA的細柱形質子流.已知質子電荷e=1.60×10-19C.這束質子流每秒打到靶上的質子數為.假定分布在質子源到靶之間的加速電場是均勻的,在質子束中與質子源相距L和4L的兩處,各取一段極短的相等長度的質子流,其中的質子數分別為n1和n2,則n1∶n2=.
【解析】按定義,I=net,所以nt=Ie=6.25×1015
由于各處電流相同,設這段長度為l,其中的質子數為n個,則由I=net和t=lv得I=nevl,所以n∝.而v2=2as,所以v∝,所以=
【答案】C
【思維提升】導體的伏安特性曲線有兩種畫法:①用縱坐標表示電壓U,橫坐標表示電流I,畫出的I-U關系圖線,它的斜率的倒數為電阻;②用縱坐標表示電壓U,橫坐標表示電流I,畫出的U-I關系圖線,它的斜率為電阻.一定要看清圖象的坐標.
【拓展3】一個用半導體材料制成的電阻器D,其電流I隨它兩端的電壓U的關系圖象如圖(a)所示,將它與兩個標準電阻R1、R2并聯后接在電壓恒為U的電源上,如圖(b)所示,三個用電器消耗的電功率均為P.現將它們連接成如圖(c)所示的電路,仍然接在該電源的兩端,設電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別為PD、P1、P2,它們之間的大小關系有(C)
A.P1=4P2B.PD=P/9C.P1<4P2D.PD>P2
易錯門診
【例4】如圖所示的圖象所對應的兩個導體:
(1)兩導體的電阻的大小R1=Ω,R2=Ω;
(2)若兩個導體中的電流相等(不為零)時,電壓之比U1∶U2=;
(3)若兩個導體的電壓相等(不為零)時,電流之比I1∶I2=.
【錯解】(1)因為在I-U圖象中R=1/k=cotθ,所以R1=3Ω,R2=33Ω
【錯因】上述錯誤的原因,沒有弄清楚圖象的物理意義.
【正解】(1)在I-U圖象中R=1/k=ΔU/ΔI,所以R1=2Ω,R2=23Ω
(2)由歐姆定律得U1=I1R1,U2=I2R2,由于I1=I2,所以U1∶U2=R1∶R2=3∶1
(3)由歐姆定律得I1=U1/R1,I2=U2/R2,由于U1=U2,所以I1∶I2=R2∶R1=1∶3
【答案】(1)2Ω;23Ω(2)3∶1(3)1∶3
【思維提升】應用圖象的斜率求對應的物理量,這是圖象法討論問題的方法之一,但應注意坐標軸的物理意義.在用斜率求解時ΔU、ΔI是用坐標軸上的數值算出的,與坐標軸的標度的選取無關,而角度只有在兩坐標軸單位長度相同時才等于實際角的大小,從本圖中量出的角度大小沒有實際意義.
測量電源的電動勢和內阻
一名合格的教師要充分考慮學習的趣味性,作為高中教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動,幫助高中教師有計劃有步驟有質量的完成教學任務。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?為了讓您在使用時更加簡單方便,下面是小編整理的“測量電源的電動勢和內阻”,僅供您在工作和學習中參考。
實驗:測量電源的電動勢和內阻學案(粵教版選修3-1)
一、實驗原理和方法
1.畫出用電壓表、電流表加上滑動變阻器來測量電源的電動勢和內阻的電路圖.
2.畫出用電流表、電阻箱測量電源的電動勢和內阻的電路圖.
3.畫出用電壓表、電阻箱測量電源電動勢和內阻的電路圖.
二、數據處理
1.計算法:取兩組實驗中獲得的數據,列方程:E=U1+I1r,E=U2+I2r,解得:E=_____,r=______________.
為了減小誤差,多取幾組數據,分別列若干組聯立方程,求若干組E和r,最后以電動勢的________和內電阻的________作為實驗結果.
2.圖象法:若采用第一種實驗電路,在坐標紙上以________為橫坐標、________為縱坐標建立直角坐標系,根據實驗測得的幾組數據在坐標系中描點作圖.
一、實驗原理和方法
[問題情境]
電池已成為人類生活的親密伙伴,生活中處處需要電池,新舊電池的主要不同是內阻不同.從前面的學習可知伏安法可以測電阻,用歐姆表也可以直接測電阻.而電源的內阻在里面,那又應該怎樣測量呢?
1.三種測量方案,其原理均遵從什么定律?
2.第二、三種方案中的可變電阻與第一種方案中的相同嗎?
[要點提煉]
1.根據具體的實驗條件,有下列三種測量電路,如圖1(1)、(2)、(3)所示分別寫出對應的物理關系式:(1)________;(2)______;(3)________.
圖1
2.水果電池不太穩(wěn)定,也可改為測量干電池的電動勢和內阻,____________(填“新”或“舊”)干電池的內阻較大,容易測量.
[問題延伸]
恰當選擇實驗器材,照電路圖連好實驗器材,使開關處于________狀態(tài)且滑動變阻器的滑動觸頭滑到使接入電阻值________的一端.
二、數據處理
[問題情境]
我們都有這樣的體會:手電筒內的電池用久了,燈泡的亮度會下降;收音機、錄音機內的電池用久了,聲音會變小,這是什么原因呢?
1.用兩組I和U的數據,解方程組就可以算出電池的電動勢E和內阻r.這樣做雖然簡單,但有什么缺點?
2.描點作圖時,為便于研究問題,畫出的圖象是直線好,還是曲線好?
[要點提煉]
1.數據處理的方法可用以下兩個方法,________法和________法.
2.用圖象法處理實驗數據時,建立合適的坐標系,使畫出的圖象盡量是直線,如________圖象.
[問題延伸]
干電池內阻較小時路端電壓U的變化也較小,即不會比電動勢小很多,這時,在畫U-I圖象時,縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據測得的數據從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始).此時圖線和橫軸的交點不再是________________________________________,
但縱軸的截距仍然是電池的______________,直線斜率的絕對值|ΔUΔI|照樣還是電池的______.
例1某同學的實物連線如圖2甲所示.
甲
乙
圖2
(1)請指出該同學在接線中錯誤和不規(guī)范的地方.
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
(2)另有一同學實物連接圖正確,也能正確讀數,但忙亂中在稿紙上記錄了一些數據,如圖乙所示,請你幫他把數據整理好,并按實際情況填好表格.
實驗次數
物理量123456
電流表示數I/A0.160.240.320.400.480.56
電壓表示數U/V
在所給的數據中,求出電源電動勢E=______V,內阻r=________Ω
聽課記錄:
變式訓練1在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5V,內阻約為2Ω)的電動勢和內阻的實驗中,滑動變阻器和電壓表各有兩個供選:
A.電壓表量程為15V
B.電壓表量程為3V
C.滑動變阻器為(20Ω,3A)
D.滑動變阻器為(500Ω,0.2A)
(1)電壓表應選________(填“A”或“B”),這是因為_________________________.
(2)滑動變阻器應選________(填“C”或D),這是因為____________________.
例2如圖3所
圖3
示為測量某電源電動勢和內阻時得到的U-I圖線.用此電源與三個阻值均為3Ω的電阻連接成電路,測得路端電壓為4.8V.則該電路可能為下圖中的()
聽課記錄:
變式訓練2某同學采用如圖4甲所示的電路測定干電池的電動勢和內阻.已知干電池的電動勢約為1.5V,內阻約為2Ω,電壓表(0~3V,3kΩ),電流表(0~0.6A,1.0Ω),滑動變阻器有R1(10Ω,2A)和R2(100Ω,0.1A)各一只.
圖4
(1)在實驗中滑動變阻器應選用________(填“R1”或“R2”);
(2)在圖乙中用筆畫線代替導線連接實驗電路.
【即學即練】
1.在“用伏安法測量電源的電動勢與內阻”的實驗中,下列注意事項中錯誤的是()
A.應選用舊的干電池作為被測電源,使電壓表示數的變化比較明顯
B.應選用內阻較小的電壓表和電流表
C.移動滑動變阻器的滑片時,不能使滑動變阻器短路造成電流表過載
D.根據實驗記錄的數據作U-I圖線時,應通過盡可能多的點畫一條直線,并使不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側
2.
圖5
如圖5所示為閉合回路中兩個不同電源的U-I圖象,下列判斷錯誤的是()
A.電動勢E1=E2,發(fā)生短路時的電流I1>I2
B.電動勢E1=E2,內阻r1>r2
C.電動勢E1=E2,內阻r1<r2
D.當兩電源的工作電流變化量相同時,電源2的路端電壓變化大
3.
圖6
如圖6所示是根據某次實驗記錄數據畫出的U-I圖象,下列關于這個圖象的說法中正確的是()
A.縱軸截距表示待測電源的電動勢
B.橫軸截距表示短路電流
C.根據r=EI短,計算出待測電源內電阻為12Ω
D.電流為0.3A時的外電阻是18Ω
4.在測定電池的電動勢和內電阻實驗的實物連接圖中(如圖7所示),電流表和電壓表的正接線柱都尚未連接,為了做這個實驗,應該把()
圖7
A.電流表的正接線柱與c點相連
B.電流表的正接線柱與b點相連
C.電壓表的正接線柱與a點相連
D.電壓表的正接線柱與c點相連
參考答案
課前自主學習
一、
1.
2.
3.
二、
1.I1U2-I2U1I1-I2U1-U2I2-I1平均值平均值
2.電流I電壓U
核心知識探究
一、
[問題情境]
1.閉合電路歐姆定律
2.不同.第二、三方案中是變阻箱,而第一方案中只需滑動變阻器.
[要點提煉]
1.(1)E=U+Ir(2)E=IR+Ir(3)E=U+URr2.舊
[問題延伸]
斷開最大
二、
[問題情境]
1.誤差可能很大2.直線
[要點提煉]
1.計算圖象2.U-I
[問題延伸]
短路電流電動勢內阻
解題方法探究
例1見解析
解析(1)①電壓表沒有并接在開關和電源串接后的兩端;②電流表正負接線柱錯誤;③電壓表量程選用不當.
(2)表格數據依次按順序為1.40、1.36、1.32、1.28、1.24、1.20
代入公式E=U+Ir,
聯立解得E=1.48V,r=0.5Ω
變式訓練1見解析
解析(1)由于電源電動勢約為1.5V,故選量程為0~3V的電壓表,讀數既準確,又方便;(2)D中滑動變阻器的額定電流太小,最大阻值太大,調節(jié)不方便,故滑動變阻器應選C.
例2B[由U-I圖線的斜率及截距可得該電源E=6V,r=0.5Ω.當U=4.8V時,I=E-Ur=2.4A,R=UI=2Ω,B正確.]
變式訓練2見解析
解析(1)R1
(2)實驗電路如下圖所示.
即學即練
1.B[實驗中選用的電壓表的內阻應盡可能的大,而電流表的內阻則盡可能的小,故選項B錯誤;其他三個選項的內容均為正確操作.]
2.B[閉合電路的U-I圖象中,I是電路的總電流,U是路端電壓.圖象上圖線與U軸的交點表示電路電流為零,屬斷路,路端電壓即電源電動勢;圖線與I軸交點表示路端電壓為零,電路短路,交點坐標值即為短路電流,I=Er,即r=EI,可見圖線的斜率的絕對值為電源的內阻.從坐標中可以看出圖線1、2與U軸交于一點表明電動勢E1=E2;圖線1斜率比圖線2斜率小,表明r1<r2;圖線1與I軸交點坐標大于圖線2與I軸交點坐標,表明I1>I2.可見A、C正確.兩個電源電動勢相等,內阻r1<r2,當電流變化量ΔI1=ΔI2時,ΔI1r1<ΔI2r2,即電源1內電壓變化量小于電源2內電壓變化量,所以電源2路端電壓變化量大.D項正確.]
3.AD[圖象與縱軸的交點,電流取值為0,此時為斷路狀態(tài),截距即等于電源電動勢,選項A對;但圖象與橫軸的交點處,電壓等于5.0V,所以0.5A是路端電壓為5.0V時的電流,而不是短路電流,所以B錯;根據r=E-UI得:r=2Ω,所以C錯;根據R=UI=5.40.3Ω=18Ω,選項D對.]
4.AC
測定電池的電動勢和內阻
一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學生的理解性,高中教師要準備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂,使高中教師有一個簡單易懂的教學思路。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?以下是小編為大家收集的“測定電池的電動勢和內阻”希望對您的工作和生活有所幫助。
選修3-1
第二章
2.9實驗:測定電池的電動勢和內阻
一、教材分析
“實驗:測定電池的電動勢和內阻”是人教版高中物理選修3-1第二章第九節(jié)的內容,它是閉合電路歐姆定律的深化和實際應用,學生通過本節(jié)課的學習,既能鞏固電學問題的分析思路,加深對閉合電路歐姆定律的理解,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生合作、探究、交流能力,具有很重要的實際意義。。
二、教學目標
一、知識與技能
1、理解閉合電路歐姆定律內容
2、理解測定電源的電動勢和內阻的基本原理,體驗測定電源的電動勢和內阻的探究過程。
3、用解析法和圖象法求解電動勢和內阻。
4、使學生掌握利用儀器測量電池電動勢和內電阻的方法,并通過設計電路和選擇儀器,開闊思路,激發(fā)興趣。
二、過程與方法
1、體驗實驗研究中獲取數據、分析數據、尋找規(guī)律的科學思維方法。
2、學會利用圖線處理數據的方法。
三、情感態(tài)度與價值觀
使學生理解和掌握運用實驗手段處理物理問題的基本程序和技能,具備敢于質疑的習慣、嚴謹求實的態(tài)度和不斷求索的精神,培養(yǎng)學生觀察能力、思維能力和操作能力,提高學生對物理學習的動機和興趣。
三、教學重點難點
重點:利用圖線處理數據
難點:如何利用圖線得到結論以及實驗誤差的分析
四、學情分析
1.知識基礎分析:
①掌握了閉合電路歐姆定律,會利用該定律列式求解相關問題。
②掌握了電流表、電壓表的使用方法。
2.學習能力分析:
①學生的觀察、分析能力不斷提高,能夠初步地、獨立發(fā)現事物內在聯系和一般規(guī)律的能力。
②具有初步的概括歸納總結能力、邏輯推力能力、綜合分析能力。
五、教學方法
實驗法,講解法
六、課前準備
1.學生的學習準備:預習學案。
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內探究學案,課后延伸拓展學案。3.教學環(huán)境的設計和布置:兩人一組,實驗室內教學。
七、課時安排:1課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結疑惑
(二)情景引入、展示目標
回顧上節(jié)所學內容,引入新內容
教師:上堂課我們學習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:現在有一個干電池,要想測出其電動勢和內電阻,你需要什么儀器,采用什么樣的電路圖,原理是什么?
學生討論后,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,只需測出幾組相應的數值便可得到,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)課選擇用測量的這一種。
(三)合作探究、精講點播
1.實驗原理:閉合電路歐姆定律E=U+Ir
2.實驗器材:
學生回答: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,內電阻大約為零點幾歐。
電流表、電壓表及滑動變阻器的規(guī)格要根據實驗的具體需要來確定,看看我們用到的電路圖里面、各需測的是什么?
提出問題:選用電路圖時,還可將接在外面,原則上也是可以的,那么我們在做實驗時是否兩個都可以,還是哪一個更好?為什么?
學生回答:兩種方式測量都會帶來誤差。
采用圖1示數準確示數偏小
采用圖2示數準確示數偏小
選用哪種方式,要根據實際測量的需要確定,現在要想測出電源的內阻,如果采用圖2方式,最后得到的結果相當于電源內阻與電流表內阻的總和,而兩者相差又不太多,這樣一來誤差就會比較大,所以應采用圖1的電路圖。明確各儀器的規(guī)格:
電流表0~0.6A量程,電壓表0~3V量程。
滑動變阻器0~50Ω。
此外,開關一個,導線若干。
3.數據處理:
原則上,利用兩組數據便可得到結果,但這樣做誤差會比較大,為此,我們可以多測幾組求平均,也可以將數據描在圖上,利用圖線解決問題。
明確:
①圖線的縱坐標是路端電壓,它反映的是:當電流I增大時,路端電壓U將隨之減小,U與I成線性關系,U=E—Ir。也就是說它所反映的是電源的性質,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。
實驗中至少得到5組數據,畫在圖上擬合出一條直線。要求:使多數點落在直線上,并且分布在直線兩側的數據點的個數要大致相等,這樣,可使偶然誤差得到部分抵消,從而提高精確度。
討論:將圖線延長,與橫縱軸的交點各代表什么情況?
歸納:將圖線兩側延長,分別交軸與A、B點。
A點意味著開路情況,它的縱軸截距就是電源電動勢E。
說明:
①A、B兩點均是無法用實驗實際測到的,是利用得到的圖線向兩側合理外推得到的。
②由于r一般很小,得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測量結果準確,可以將縱軸的坐標不從零開始,計算r時選取直線上相距較遠的兩點求得。
4.誤差分析:
實驗中的誤差屬于系統(tǒng)誤差,請同學們進一步討論,得到的數值是偏大還是偏???(提示:利用圖線及合理的推理)
可以請幾位同學發(fā)言,最后得到結論。
因為電壓表的分流作用
所以I真=I測+Iv
即(I真—I測)↑,
反映在圖線上:
當U=0時,Iv→0I→I真
故r真>r測E真>E測
5.布置作業(yè):
認真看書,寫好實驗報告。
(四)反思總結,當堂檢測。
教師組織學生反思總結本節(jié)課的主要內容,并進行當堂檢測。
設計意圖:引導學生構建知識網絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。(課堂實錄)
(五)發(fā)導學案、布置預習。
九、板書設計
一、實驗原理:
二、實驗步驟:
三、數據處理:
計算:
圖像:
四、誤差分析:
十、教學反思:本節(jié)課重在數據處理、誤差分析。
學校:臨清三中學科:物理編寫人:孫風武審稿人:盛淑貞
多用電表學案
課前預習學案
一、預習目標
學習測量電源電動勢和內阻的方法,掌握科學測量的主要步驟。
二、預習內容
一、實驗目的
測定電源的________________。
二、實驗原理
1、圖2.6-1中,電源電動勢E、內電阻r,與路端電壓U、電流I的關系可寫為
E=______________。(1)
2、圖2.6-2中,電源電動勢E、內電阻r、電流I、電阻R的關系可寫為
E=______________。(2)
3、圖2.6-3中電源E、內電阻r、路端電壓U、電阻R的關系可寫為
E=______________。(3)
ErR
ErR
圖2.6-2圖2.6-3
實驗原理1是本節(jié)課的重點。測出幾組U,I數值,帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組,可得到E,r值。這種方法誤差較大。還可以多測出幾組U,I值,然后在U-I坐標平面內描出各組U、I值所對應的點,然后通過這些點畫一直線,如圖2.6-4所示,直線與縱軸的的交點的縱坐標就是電池的電動勢的大小,直線與橫軸的交點的橫坐標就是電池的短路電流Io=E/r,因此可求的內電阻r=E/Io。
三、實驗器材
_________、__________、__________、__________、開關、
導線。
三、提出疑惑
同學們,通過你的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內容
課內探究學案
一、學習目標
學會科學處理實驗數據的方法,有公式法和圖像法。
學習重難點:圖像法計算E、r。
二、學習過程
實驗步驟
1.連接電路。如圖2.6-1所示。電流表取0.6A量程,電壓表oIoI/A
取3V量程,移動觸頭位置使連入電路中的有效阻值_______。圖2.6-4
2.測幾組(I,U)值。閉合電鍵,移動變阻器觸頭位置,使電流有明顯示數,記下一組(I,U)值,斷開電鍵。用同樣方法,多次移動變阻器觸頭位置,記錄多組(I,U)值,然后斷開電鍵。
3.建立坐標系、描點??v軸表示__________,橫軸表示__________,取合適的標度,使所描坐標點分布絕大部分坐標紙,必要時縱坐標可以_________________。
4.據描出的坐標點作出U-I圖像。應使圖象盡量多的通過描出的點,不在圖象上的點要盡量對稱的分布于圖線兩側,誤差很大,應堅決舍棄。
5.測算電動勢和內電阻。準確讀出U-I圖線與縱軸和橫軸的交點坐標,并帶入U=E-Ir中,算出E=?r=?
【典型例題】
用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內電阻r,所用的電路如圖2.6-5所示,一位同學測得六組數據如下表中所示。
組別I(A)U(V)
10.121.37
20.201.32
30.311.24
40.321.18
50.501.10
60.571.05
(1)試根據這些數據在圖2.6-6中作出U-I圖線。
(2)根據圖線得出電池的電動勢E=____V,電池的內電阻r=________。
(3)若不作出圖線,只選用其中兩組U和I數據,可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r,這樣做可能得出誤差很大的結果,選用第______組和第______組的數據,求得E和r誤差最大。
(三)反思總結
誤差分析是難點
(四)當堂檢測
1.在《測定電池的電動勢和內電阻》的實驗中,待測電池、開關和導線配合下列哪些儀器.可以達到測定目的()
A.一只電流表和一只滑動變阻器
B.一只電流表和一只電壓表
C.一只電流表和一只電阻箱
D.一只電壓表和一只電阻箱
2.下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內電阻的數據處理方法,其中既減小偶然誤差,又直觀、簡便的方法是()
A.測出兩組I,U的數據,代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中,即可求出E和r
B.多測幾組I,U的數據,求出幾組E,r,最后分別求出其平均值
C.測出多組I,U的數據,畫出U—I圖像,再根據圖像求E,r
D.多測出幾組I,U數據,分別求出I和U的平均值,用電壓表測出開路時的路端電壓即為電壓勢E,再用閉合電路歐姆定律求出內電阻r
3.現有器材:量程為10.0mA、內阻約30-40的電流表一個,定值電阻R1=150,定值電阻R2=100,單刀單擲開關S,導線若干。要求利用這些器材測量一干電池(電動勢約1.5V)的電動勢。
(1)按要求在實物圖上連線。
(2)用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為E=,式中各直接測得量的意義是:.
課后練習與提高
1.用電壓表、電流表測定a、b兩節(jié)干電池的電動勢Ea、Eb和內電阻ra、rb時,畫出的圖線如圖所示,則()
A、.EaEb,rarbB、EaEb,rarb
C、EaEb,rarbD、EaEb,rarb
2.在圖所示的電路中,R1、R2為標準電阻,測定電源電動勢和內電阻時,如果偶然誤差可以忽略不計,則電動勢的測量值______真實值,內電阻的測量值______真實值,測量誤差產生的原因是______.
3.在測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻的實驗中,備有下列器材:
①干電池E(電動勢約為1.5V、內電阻大約為1.0)
②電壓表V(0~15V)
③電流表A(0~0.6A、內阻0.1)
④電流表G(滿偏電流3mA、內阻Rg=10)
⑤滑動變阻器R1(0~10、10A)
⑥滑動變阻器R2(0~100、1A)
⑦定值電阻R3=990
⑧開關、導線若干
⑴為了方便且能較準確地進行測量,其中應選用的滑動變阻器是_________(填寫字母代號);
⑵請在線框內畫出你所設計的實驗電路圖,并在圖中標上所選用器材的符號。
(3)上圖為某一同學根據他設計的實驗,繪出的I1—I2圖線(I1為電流表G的示數,I2為電流表A的示數),由圖線可求得被測電池的電動勢E=_____V,內電阻r=_____。
4.在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5V,內阻約為2)的電動勢和內阻的實驗中,變阻器和電壓表各有兩個供選:A電壓表量程為15V,B電壓表量程為3V,A變阻器為(20,3A),B變阻器為(500,0.2A)。
電壓表應該選_______(填A或B),這是因_______________________________________;
變阻器應該選_______(填A或B),這是因_______________________________________。
5.要求測量由2節(jié)干電池串聯而成的電池組的電動勢E和內阻r(約幾歐),提供下列器材:電壓表V(量程3V,內阻1kΩ)、電壓表V2(量程15V,內阻2kΩ)、電阻箱(0~9999Ω)、開關、導線若干。
某同學用量程為15V的電壓表連接成如圖所示的電路,實驗步驟如下:
(l)合上開關S,將電阻箱R阻值調到R1=10Ω,讀得電壓表的讀數為U1
(2)將電阻箱R阻值調到R2=20Ω,讀得電壓表的讀數為U2,由方程組U1=ε-U1r/R1、U2=ε-U2/R2解出ε、r
為了減少實驗誤差,上述實驗在選擇器材和實驗步驟中,應做哪些改進?
6.測量電源B的電動勢E及內阻r(E約為4.5V,r約為1.5Ω)。
器材:量程3V的理想電壓表○V,量程0.5A的電流表○A(具有一定內阻),固定電阻R=4Ω,滑動變阻器R′,開關S,導線若干。
①畫出實驗電路原理圖。圖中各無件需用題目中給出的符號或字母標出。
②實驗中,當電流表讀數為I1時,電壓表讀數為U1;當電流表讀數為I2時,電壓表讀數為U2。則可以求出E=,r=。(用I1,I2,U1,U2及R表示)
答案:當堂檢測
1、CD2、C
3、(1)連圖:左圖只用R1接入電路;右圖用R1和R2串聯接入電路。
(2)R2I1是外電阻為R1時的電流,I2是外電阻為R1和R2串聯時的電流
課后練習與提高
1、A
2、等于,大于電流表具有內電阻
3、⑴R1;⑵電路圖如右圖所示;
⑶1.47(1.46~1.48均可);0.83(0.81~0.85均可)
4、B,A電壓表的量程過大,誤差較大;A,B變阻器額定電流過小且調節(jié)不便。
5、應選用量程為3V的電壓表.
改變電阻箱阻值R,讀取若干個U的值,由I=U/R計算出電流的值,然后作出U-I圖線,得到ε、r。
6、①實驗電路原理圖如圖。
②
測定電源的電動勢和內阻
一名優(yōu)秀的教師在教學方面無論做什么事都有計劃和準備,作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生們能夠在上課時充分理解所教內容,讓教師能夠快速的解決各種教學問題。那么如何寫好我們的教案呢?以下是小編為大家收集的“測定電源的電動勢和內阻”歡迎大家閱讀,希望對大家有所幫助。
實驗:測定電池的電動勢和內阻
【學習目標】
1.學習測量電源電動勢和內阻的方法,掌握科學測量的主要步驟。
2.學會科學處理實驗數據的方法,有公式法和圖像法。
【自主學習】
一、實驗目的
測定電源的________________。
圖2.6-1
二、實驗原理
1、圖2.6-1中,電源電動勢E、內電阻r,與路端電壓U、電流I的關系可寫為
E=______________。(1)
2、圖2.6-2中,電源電動勢E、內電阻r、電流I、電阻R的關系可寫為
E=______________。(2)
3、圖2.6-3中電源E、內電阻r、路端電壓U、電阻R的關系可寫為
E=______________。(3)
ErR
ErR
圖2.6-2圖2.6-3
實驗原理1是本節(jié)課的重點。測出幾組U,I數值,帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組,可得到E,r值。這種方法誤差較大。還可以多測出幾組U,I值,然后在U-I坐標平面內描出各組U、I值所對應的點,然后通過這些點畫一直線,如圖2.6-4所示,直線與縱軸的的交點的縱坐標就是電池的電動勢的大小,直線與橫軸的交點的橫坐標就是電池的短路電流Io=E/r,因此可求的內電阻r=E/Io。
三、實驗器材
_________、__________、__________、__________、開關、U/V
導線。
四、實驗步驟
1.連接電路。如圖2.6-1所示。電流表取0.6A量程,電壓表
取3V量程,移動觸頭位置使連入電路中的有效阻值_______。圖2.6-4
2.測幾組(I,U)值。閉合電鍵,移動變阻器觸頭位置,使電流有明顯示數,記下一組(I,U)值,斷開電鍵。用同樣方法,多次移動變阻器觸頭位置,記錄多組(I,U)值,然后斷開電鍵。
3.建立坐標系、描點??v軸表示__________,橫軸表示__________,取合適的標度,使所描坐標點分布絕大部分坐標紙,必要時縱坐標可以_________________。
4.據描出的坐標點作出U-I圖像。應使圖象盡量多的通過描出的點,不在圖象上的點要盡量對稱的分布于圖線兩側,誤差很大,應堅決舍棄。
5.測算電動勢和內電阻。準確讀出U-I圖線與縱軸和橫軸的交點坐標,并帶入U=E-Ir中,算出E=?r=?
【典型例題】
用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內電阻r,所用的電路如圖2.6-5所示,一位同學測得六組數據如下表中所示。
組別I(A)U(V)
10.121.37
20.201.32
30.311.24
40.321.18
50.501.10
60.571.05
(1)試根據這些數據在圖2.6-6中作出U-I圖線。
(2)根據圖線得出電池的電動勢E=____V,電池的內電阻r=________。
(3)若不作出圖線,只選用其中兩組U和I數據,
可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r,這樣做可能得出誤差很大的結果,選用第______組和第______組的數據,求得E和r誤差最大。
【針對訓練】
1.在測定電源電動勢和內阻的實驗中,為使實驗效果明顯且不會損壞儀器,應選擇下列電源中的()
A.內阻較大的普通干電池B.內阻較小的普通蓄電池
C.小型交流發(fā)電機D.小型直流發(fā)電機
2.下面給出了幾種用伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中的數據處理方法,其中既科學、直觀,又能減小偶然誤差的方法是()
A.測出兩組I、U的數據,代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中,既可求出E和r
B.多測幾組I、U的數據,求出幾組E和r,最后分別求出其平均值
C.測出多組I、U的數據,畫出U-I圖象,再根據圖象求E、r
D.多測出幾組I、U的數據,分別求出I和U的平均值,用電壓表測出開路時的路端電壓即為電動勢E,再用閉合電路歐姆定律求出內電阻r
3.為測定某一電池的電動勢和內電阻,下面幾組器材中,能完成實驗的是()
A.一只電流表、一只電壓表、一只變阻器、開關和導線
B.一只電流表、兩只變阻器、開關和導線
C.一只電流表、一只電阻箱、開關和導線
D.一只電壓表、一只電阻箱、開關和導線
4.如圖2.6-7所示為某一電源U-I曲線,由圖可知()
A.電源電動勢為2VB.電源內電阻為1/3
C.電源短路時電流為6AD.電路路端電壓為1V時,電路中電流為5A
【能力訓練】
1.下列關于電源電動勢的說法中,正確的是
A.在某電池的電路中每通過2C的電荷量,電池提供的電能是4J,那么這個電池的電動勢是0.5V
B.電源的路端電壓增大時,其電源電動勢一定也增大
C.無論內電壓和外電壓如何變化,其電源電動勢一定不變
D.電源的電動勢越大,電源所提供的電能就越多
2.下列關于閉合電路的說法中,錯誤的是
A.電源短路時,電源的內電壓等于電動勢
B.電源短路時,路端電壓為零
C.電源斷路時,路端電壓最大
D.電源的負載增加時,路端電壓也增大
3.如圖2.6-8所示是兩個不同電源的U-I特性曲線,下列判斷正確的是()
A.電動勢E1=E2,發(fā)生斷路時的電流I1〉I2
B.電動勢E1=E2,內阻r1〉r2
C.電動勢E1E2,內阻r1r2
D.當兩電源的工作電流變化量相同時,電源2的
路端電壓變化大
4.如圖2.6-9所示為根據某次實驗記錄數據畫出的U-I圖象下列
關于這個圖象的說法正確的是()
A.由曲線與縱軸的交點可知,電源的電動勢E=3V
B.橫軸截距表示短路電流,即I短=0.6A
C.根據r=E/I短,計算出待測電源的內阻為5
D.根據r=△U/△I,計算出待測電源的內阻為1
5.在測定一節(jié)干電池(電動勢約為1.5V,內阻約為2)的電動勢和內阻的實驗中,下列可選用的變阻器和電壓表為()
A.電壓表量程為15V
B.電壓表量程為3V
C.變阻器為20,1A
D.變阻器為500,0.1A
6.如圖2.6-10所示為“測定電源電動勢和內阻”的實驗電
路圖通過變阻器阻值的改變得到兩組數據(U1,I1)和(U2,I2)
則下列說法正確的是()
A.如果兩個表的示數是準確的,則r=(U2-U1)/(I1-I2)
B.如果兩個表的示數是準確的,則r=(U1-U2)/(I1-I2)
C.受RV的大小影響,E、r的測量值比真實值偏小
D.RV越大,對E,r的影響越小
7.如圖2.6-11所示的電路中,R1、R2為標準電阻。測定電源電動勢和內阻時,如果偶然誤差可以忽略不計,則電動勢的測量值比真實值_______,內阻的測量值比真實值________測量誤差產生的原因是______________。
8.如圖2.6-12所示,圖線a為電源的U-I特性曲線,圖線b是電阻R的伏安特性曲線,用該電源和該電阻組成的閉合電路,電源的輸出功率為___________W,電源的效率為____________。
9.為了測定干電池的電動勢和內阻,先用下列器材:a.1.5V干電池兩節(jié);b.電壓表(0-3v-15v);c.電流表(0-0.6A-3.0A);d.滑動變阻器(0-20);e.滑動變阻器(0-1000);f.電阻箱(0-9999.9);g.開關,導線等,將下列實驗步驟按次
序排列___________
A.斷開開關
B.按照電路圖接好電路,電壓表用0-3V,電流表用0-0.6A
C.移動滑鍵減小電阻,使電流表指針有較明顯的偏轉,記錄電壓表和電流表的讀數
D.把滑動變阻器的滑鍵滑到一段使其阻值最大
E.在移動滑鍵減少電阻,記錄一組電流表、電壓表的示數,且之后逐漸減小
F.閉合開關
【學后反思】
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
參考答案
典型例題:
(1)略(2)1.46V0.72(3)34
針對訓練:
1.A2.C3.ACD4.AD
能力訓練:
1.C2.D3.AD4.AD5.BC6.ACD
7.沒有誤差偏大電流表有內阻
8.467%
9.BDFCEA