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1、高中物理电动势内阻图像总结篇一：高中物理测定电源电动势和内阻总结测定电源电动势和内阻1. 实验原理本实验的原理是闭合电路欧姆定律1) 具体方法a) 利用实验图10-1所示电路，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U、I值，由UEIr，可得：U1?E?I1r，U2?E?I2r，解之得：I1U2?I2U1?E?I1?I2?r?U2?U1?I1?I2b) 利用如实验图10-1所示的电路，通过改变R的阻值，多测几组U、I的值，并且变化范围昼大些，然后用描点法在UI图象中描点作图，由图象纵截距找出E，由图象斜率tan?所示?UE?r?IIm找出内电阻，如实验图10-2由于电源内阻r很小，故电
2、流表对电源而言要外接，不然的话，测r?r?Rg内阻测量的误差太大由于偶数误差的存在，方法的结果可能存在较大的误差，因此在实验中采取方法处理数据2. 实验器材电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池3. 实验步骤1) 恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值最大的一端2) 闭合开关S，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数 3) 将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下此时电压表和电流表的示数4) 继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置，记下各位置对应的电压表和电流表的示数5) 断开开关S，拆除电路6) 在坐标纸上以
3、U为纵轴，以I为横轴，作出UI图象，利用图象求出E、r4. 数据处理的方法1) 本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的U、I值，做UI图象，所得图线延长线与U轴的交点即为电动势E，图线斜率的值即r为电源的内阻r，即?UE?IIm如实验图10-2所示2) 应注意当电池内阻较小时，U的变化较小，图象中描出的点呈现如实验图10-3所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及做出的图线误差较大 为此，可使纵轴不从零开始，如实验图10-3所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直
4、线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r5. 实验误差分析1) 偶然误差：主要于电压表和电流表的读数以及作UI图象时描点不很准确2) 系统误差a) 电流表相对电源外接如图，闭合电路的欧姆定律U=E-Ir中的I是通过电源的电流，而图1电路由于电压表分流存在系统误差，导致电流表读数（测量值）小于电源的实际输出电流（真实值）。设通过电源电流为I真，电流表读数为I测，电压表内阻为Rv，电压表读数为U，电压表分流为Iv，由电路结构。I真?I测?Iv，而Iv也趋于零。UU越大，Iv越大，U趋于零时，IvRvI)等效电源内电路为电压表和电源并联，等效内阻r测小于电源内阻r真。r
5、真Rv因为Rv?r真，所以相对误差 r测?r，相对误差为Rv?r真Rv?r真真很小，满足实验误差允许范围。II) 电流表的读数为等效电源的输出电流，外电路断开时a、b两点间电压Uab即等效电源开路电压为等效电源的电动势，即为电源电动势的测量值。等效电动势E测小于电源电动势E真，E测Rvr相对误差为，E真?E真。Rv?rRv?r因为Rv?r真，所以相对误差很小，也满足实验误差允许范围。b) 电流表内接实验电路如图4，闭合电路的欧姆定律U?E?Ir中U是电源两极间电压，而图4电路由于电流表分压存在系统误差，导致电压表读数（测量值）小于电源两极间电压（真实值）。电流表内接实验电路产生的相对误差可以根
6、据等效电源的方法进行定量计算，电流表看成内电路的一部分。如图6虚线框所示，内阻的测量值，即等效电源的内阻为电源内阻和电流表内阻之和r测?r真?RA?r真，相对误差为RA。因为RA与r真接近甚至大于r真，所以，相对误差很大，远远超出实r验误差允许范围，内阻的测量已没有意义。综上所述，利用电流表外接实验电路，电动势和内阻的测量值均小于真实值，但误差小；而电流表内接实验电路，电动势的测量值不存在系统误差，而且内阻的测量值大于真实值会产生很大的误差。故伏安法测电源电动势和内阻的实验电路应采用电流表外接电路。6. 注意事项1) 电流表要与变阻器靠近，即电压表直接测量电源的路端电压 2) 选用内阻适当大一
7、些的电压表3) 两表应选择合适的量程，使测量时偏转角大些，以减小读数时的相对误差 4) 尽量多测几组U、I数据，且数据变化范围要大些5) 做UI图象时，让尽可能多的点落在直线上，不落在直线上的点均匀分布在直线两侧 7. 实验仪器的选择本实验的系统误差于未计电压表的分流。为减小该误差，需减小电压表的分流 本实验中滑动变阻器的选择原则是：阻值范围较小而额定电流较大； 电压表的选择原则是：在满足量程要求的前提下选取内阻较大的；电流表的选择需根据电源电动势和选用的滑动变阻器来确定篇二：高中物理电源的电动势和内阻教案教科版选修-精电源的电动势和内阻一 教材分析本节课是高中物理选修31的第四章第三节，这节
8、课内容是测量电源的电动势与内阻，电源的特性主要由电动势与内阻来描述，因此测量电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义，在上一节介绍的测量电源内电压的方法，在许多情况下是不可行的，这一节在它的基础上，从实用的角度向学生提出了新的问题，即怎样简洁的测量电源的电动势与内阻？ 只有设计合理的实验电路，选择必要的实验器材，科学的处理数据，才能得到满意的结果。本节课主要介绍了用伏安法测量电源的电动势与内阻的电路以及一种新的处理实验数据的方法用图象法处理实验数据。重点是：实验方案的获取与利用图像法处理数据。难点是如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。本节教学中主要让学生自己根据已经学过的关于闭合电路欧姆
9、定理等相关知识，通过自己的探索，把学过的知识应用于实际，本节内容涉及到的动手实验及用图象法处理数据，这正是学生感兴趣的内容，通过学生自己的探索，不但把学过的知识应用于实际还可以激发他们的创新精神。二 教学目标1知识与技能：使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。2.过程与方法：学会利用图线处理数据的方法。3.情感态度与价值观：使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。三 设计思路测量电源的电动势与内阻其实
10、就是对闭合电路欧姆定理的应用，这节课的安排主要是对闭合电路欧姆定理的应用反馈。因此，本着巩固和深化所学知识，以及能够把所学过的知识应用于实际的思想，本节内容我设计如下：把全班同学分成八个小组，要求每一个小组在课下利用课余时间查阅资料了解测量电阻的各种方案，看是否可以用于本节内容中，能够设计哪些方案来测量电源的电动势与内阻， 并且设计好本组将要应用的测量方案。节分两个课时，第一课时主要课堂上让学生分小组展示他们的方案，按照理论阐述、模拟演示、自我评价的程序进行展示。教师和其他小组的学生作为评委，让展示的学生现场答辩，教师和其他小组的学生可以向他们提问。最后教师对各小组进行评价，确定实验方案。第二
11、课时主要是引导学生，让其探究出处理实验数据的重要方法图象法，以及必要的误差分析。重点是学习图象法处理数据。这节内容以课内外相结合的形式，课下让学生进行科学设计，课上组织学生汇报交流，教师只是作为指导者，引导学生分析原理，指导学生在实际操作中应该考虑哪些问题，帮助学生完善方案，因此，本节内容中采用研究性的探究式教学，充分的体现学生的主体地位。教师改变原来的传授式教学方式，以观众的身份对学生提问，在问题中把这节课的内容渗透给学生，以评委的身份对学生的成果进行评价并且提出改进方案。四 教学准备首先，对全班的学生进行分组，每个小组自己设计测量方案，设计过程中要考虑到实际操作，要求能够方便的测量出电动势
12、与内阻。这一步要提前布置，给学生足够的时间去准备。其次，设计过程中需要的仪器向实验室申请，需要有关的知识自己查阅资料，遇到难题时可以找老师帮忙解决。最后，因为这节内容有课件展示，有分组实验，所以安排在多媒体教室上课。上课前和实验员协调好，预先将部分一起放在每组的课桌上，同学们上课前分小组确定座位。留出一张课桌做实验用。准备好音箱和话筒，以便使学生听得清楚。五 教学过程（分两课时）（第一课时）回顾上节所学内容，引入新内容教师： 上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律，那么此定律文字怎么述？公式怎么写？ 学生： 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，这就是闭合电路的欧姆定律。教
13、师： 这儿有一节干电池，请问同学在我们已学过的物理量中有哪几个物理量是用来描写电源的性质？学生： E r教师： 在你们桌上都有一节这样的干电池，这些干电池有的是比较新的，有的是比较旧的，我们可以用些什么方法来测出这一节干电池的电动势和内阻呢？这就是我们这节课所需要解决的问题。投影 测电源的电动势和内阻教师： 前面我们已经学了闭合电路的欧姆定律。投影 定律的内容教师： 接下来就请同学根据闭合电路的欧姆定律，大家在下面以学习小组为单位讨论，看可以有哪几种方法来测电源的电动势和内阻，然后把你们设计出来的电路图画在白纸上，列出求解方程式。设计完毕以后，每一组请一位同学起来作为代表讲一下你们这一组的设计
14、思路。我们比赛一下看哪一组的设计方案即合理又最多，现在开始讨论。学生互相讨论、设计测量方案教师： 请每组同学推出一名代表介绍设计的方案，同时将设计方案中的电路图投影到屏幕上。 学生介绍设计方案教师： 同学们设计的方案很多，接下来请同学们针对这些设计方案来思考一下，如果根据他们测量时所使用的测量仪器和所列方程的形式，看看有什么相同的地方？投影： 方案1电路图学生： 使用一个电流表 一个伏特表 一个滑动变阻器投影： 方案 2电路图学生： 使用一个伏特表 一个变阻箱投影： 方案 3电路图学生： 使用一个电流表 一个变阻箱 E=I（R+r）教师： 同学们根据分析对比，现在得出了测电源电动势和内阻的三种方法。投影： 方案1 E=Ir+U方案2方案3 E=I（R+r）方案1 方案2 方案3教师： 尽管这三种方法所列的方程形式不同，但他们的本质是一样的，都是闭合电路的欧姆定律。在第一种方法中E=U+Ir，其中E r是要求的，只要得到两组不同的I和U的数值，列两个方程，便可求得E r。至于外电路上的电阻R可以是已知的，也可以是未知的，只要能改变就行了，也就是说可以是两个定值电阻，可以是滑动变阻器，可以是电阻箱，等等。另外两种方法与第一种方法相比，最大的区别在于他们只用了一个电表，但是外电路上的电阻必须是已知的。这就给外电路上的电阻有了
