學教科版選修31 2.5學生實驗：測量電源的電動勢和內(nèi)阻 教案（1）.doc

2.5學生實驗：測量電源的電動勢和內(nèi)阻 教案教學目標一、知識與技能1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容2、理解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理，體驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻的探究過程。3、用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻。4、使學生掌握利用儀器測量電池電動勢和內(nèi)電阻的方法，并通過設(shè)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(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的科學思維方法。 2、學會利用圖線處理數(shù)據(jù)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(zhì)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。教學重點 利用圖線處理數(shù)據(jù)教學難點如何利用圖線得到結(jié)論以及實驗誤差的分析教學工具電池，電壓表，電流表，滑線變阻器，開關(guān)，導(dǎo)線教學方法實驗法，講解法教學過程（一）引入新課回顧上節(jié)所學內(nèi)容，引入新內(nèi)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(xiàn)在有一個干電池，要想測出其電動勢和內(nèi)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（rr），或e=uir，只需測出幾組相應(yīng)的數(shù)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。（二）主要教學過程1.實驗原理：閉合電路歐姆定律e=uir2.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(nèi)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(jù)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(shù)準確 示數(shù)偏小采用圖2 示數(shù)準確 示數(shù)偏小選用哪種方式，要根據(jù)實際測量的需要確定，現(xiàn)在要想測出電源的內(nèi)阻，如果采用圖2方式，最后得到的結(jié)果相當于電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)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(yīng)采用圖1的電路圖。明確各儀器的規(guī)格：電流表00.6a量程，電壓表03v量程?；瑒幼冏杵?50。此外，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。3.數(shù)據(jù)處理：原則上，利用兩組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)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(shù)據(jù)描在圖上，利用圖線解決問題。明確：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(guān)系，u=eir。也就是說它所反映的是電源的性質(zhì)，所以也叫電源的外特性曲線。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ui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(shù)據(jù)，畫在圖上擬合出一條直線。要求：使多數(shù)點落在直線上，并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點的個數(shù)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(cè)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：a、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(cè)合理外推得到的。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(jié)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(shù)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(jié)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，iv0 ii真故 r真r測 e真e測5.布置作