《新教材适用2023_2024学年高中物理第12章电能能量守恒定律3实验：电池的电动势和内阻的测量课件新人教版必修第三册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材适用2023_2024学年高中物理第12章电能能量守恒定律3实验：电池的电动势和内阻的测量课件新人教版必修第三册（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章电能能量守恒定律第十二章电能能量守恒定律3实验：电池的电动势和内阻的测量课前预习反馈课前预习反馈课内互动探究课内互动探究课堂达标检测课堂达标检测目标体系构建目标体系构建核心素养提升核心素养提升目标体系构建目标体系构建1了解并掌握测量电池的电动势和内阻的原理和实验方法。了解并掌握测量电池的电动势和内阻的原理和实验方法。2学习用图像法处理实验数据。学习用图像法处理实验数据。3会对测量误差进行分析，了解测量中减小误差的方法会对测量误差进行分析，了解测量中减小误差的方法。物理观念物理观念知道测定电池的电动势和内阻的实验原理：闭合电路的欧姆定知道测定电池的电动势和内阻的实验原理：闭合电路的欧姆定
2、律。律。科学思维科学思维1.会设计测定电池电动势和内阻的会设计测定电池电动势和内阻的“伏安法伏安法”“”“伏阻法伏阻法”“”“安安阻法阻法”的电路图。的电路图。2.体会图像法处理数据的优势。体会图像法处理数据的优势。科学态度科学态度与责任与责任1.根据根据“伏安法伏安法”测定电池电动势和内阻的原理，会选用实验测定电池电动势和内阻的原理，会选用实验器材、正确连接电路、规范实验操作。器材、正确连接电路、规范实验操作。2.能进行分组、自主合能进行分组、自主合作探究，并对信息进行数据处理。作探究，并对信息进行数据处理。课前预习反馈课前预习反馈 实验原理实验原理 知识点知识点 1闭合电路闭合电路的欧姆定
3、律。的欧姆定律。测电源测电源E E、r r的几种方法与电路连接图的几种方法与电路连接图 知识点知识点 2主要仪器主要仪器原理原理电路图电路图电压表电压表电流表电流表变阻器变阻器主要仪器主要仪器原理原理电路图电路图电压表电压表变阻箱变阻箱电流表电流表变阻箱变阻箱测量数据的处理方法测量数据的处理方法 知识点知识点 3为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法。为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法。1代数法代数法利用利用U、I值多求几组值多求几组E和和r的值，算出它们的平均值的值，算出它们的平均值2图像法图像法以以I为为横横坐坐标标，U为为纵纵坐坐标标建建立立直直角角坐坐标标系系，
4、根根据据几几组组I、U的的测测量量数数据据，在在坐坐标标系系中中描描点点，此此时时可可大大致致看看到到，UI图图像像是是一一条条斜斜向向下下的的直直线线。如图所示。如图所示。纵纵轴轴的的截截距距等等于于电电源源的的_E；横横轴轴的的截截距距等等于于外外电电路路短短路路时的电流时的电流I 0_。电动势电动势电源的内阻电源的内阻判一判判一判(1)在在用用伏伏安安法法测测电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻的的实实验验中中，应应选选用用旧旧的的干干电电池池作为被测电源，以使电压表读数变化明显。作为被测电源，以使电压表读数变化明显。()(2)在在用用伏伏安安法法测测电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻
5、的的实实验验中中，移移动动滑滑动动变变阻阻器器的的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载。滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载。()(3)用用伏伏安安法法测测电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻的的实实验验中中，偶偶然然误误差差主主要要来来源源于于电压表、电流表的读数以及作电压表、电流表的读数以及作UI图线时描点不准确。图线时描点不准确。()选一选选一选(多多选选)为为测测定定某某一一电电池池的的电电动动势势和和内内电电阻阻，下下面面几几组组器器材材中中，能能完完成实验的是成实验的是()A一只电流表、一只电压表、一只变阻器、开关和导线一只电流表、一只电压表、一只变阻器、开关和导线B一
6、只电流表、两只变阻器、开关和导线一只电流表、两只变阻器、开关和导线C一只电流表、一只电阻箱、开关和导线一只电流表、一只电阻箱、开关和导线D一只电压表、一只电阻箱、开关和导线一只电压表、一只电阻箱、开关和导线ACD 想一想想一想某某学学生生用用电电流流表表和和电电压压表表测测干干电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻时时，所所用用滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值范范围围为为020，连连接接电电路路的的实实物物图图如如图图所所示示。请请指指出出该该学学生接线中的错误和不规范的做法。生接线中的错误和不规范的做法。答答案案：滑滑动动变变阻阻器器不不起起变变阻阻作作用用；电电流流表表正正负负接接线线柱柱接
7、接错错；开关不能控制电压表，电路无法断开。开关不能控制电压表，电路无法断开。解解析析：由由图图中中接接线线可可知知，滑滑动动变变阻阻器器连连成成定定值值电电阻阻起起不不到到变变阻阻作作用用，电电流流表表正正、负负接接线线柱柱接接错错；电电压压表表始始终终有有读读数数，开开关关不不能能控控制制电电压压表表，电压表接线应接到开关外侧。电压表接线应接到开关外侧。课内互动探究课内互动探究一、器材准备一、器材准备被被测测电电源源(如如干干电电池池、水水果果电电池池等等)、电电流流表表、电电压压表表、滑滑动动变变阻阻器器、开关和导线。开关和导线。二、操作过程二、操作过程1确确定定电电流流表表、电电压压表表
8、的的量量程程，按按图图所所示示电电路路把把器器材材连连接接好好，如如图所示。图所示。2把变阻器的滑动片移到最左端使阻值最大。把变阻器的滑动片移到最左端使阻值最大。3闭闭合合开开关关，调调节节变变阻阻器器，使使电电流流表表有有明明显显示示数数，记记录录一一组组电电流流表表和和电电压压表表的的示示数数，用用同同样样的的方方法法测测量量并并记记录录几几组组I和和U的的值值。并并填填入入下下表：表：实验序号实验序号123456I/AI1I2I3I4I5I6U外外/VU1U2U3U4U5U64.断开开关，整理好器材。断开开关，整理好器材。5以以U为为纵纵轴轴，I为为横横轴轴，将将记记录录的的电电压压、电
9、电流流标标在在坐坐标标图图上上，过过这这些些点点作作一一条条直直线线，根根据据纵纵轴轴截截距距求求出出电电动动势势，根根据据斜斜率率大大小小求求出出内内电电阻。阻。2图像法图像法把把测测出出的的多多组组U、I值值，在在UI图图中中描描点点画画图图像像，使使UI图图像像的的直直线线经经过过大大多多数数坐坐标标点点或或使使各各坐坐标标点点大大致致分分布布在在直直线线的的两两侧侧，如如图图所所示示，由由UEIr可知：可知：四、误差分析四、误差分析(1)偶偶然然误误差差：主主要要来来源源于于电电压压表表和和电电流流表表的的读读数数以以及作及作UI图像时描点不准确。图像时描点不准确。(2)系系统统误误差
10、差：主主要要原原因因是是未未考考虑虑电电压压表表的的分分流流作作用用，使使得得电电流流表表上上读读出出的的数数值值比比实实际际的的总总电电流流(即即流流过过电电源源的的电电流流)要要小小一一些些。U越越大大，电电流流表表的的读读数数与与总总电电流流的的偏偏差差就就越越大大，将将测测量量结结果果与与真真实实情情况况在在UI坐坐标标系系中中表表示示出出来，如图所示，可见来，如图所示，可见E测测E真真，r测测r真真。五五、注意事项、注意事项在实验时应注意以下四点：在实验时应注意以下四点：1电电池池应应选选使使用用过过一一段段时时间间的的半半新新电电池池，电电流流表表一一般般选选00.6 A挡挡，电压
11、表一般选电压表一般选03 V挡。挡。2闭合开关前，一定把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。闭合开关前，一定把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。3在在电电流流表表有有明明显显示示数数且且稳稳定定后后，再再读读出出电电压压表表读读数数U和和电电流流表表读读数数I。4一一般般来来说说电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻都都随随着着使使用用时时间间的的增增长长而而变变化化，实实验验时时不不要要长长时时间间通通电电，只只是是在在读读数数时时让让电电路路接接通通，其其他他时时间间要要断断开开电电路路。探究探究实验仪器的选择及实物连线实验仪器的选择及实物连线典例剖析典例剖析 做做“用用电电流流表表和和电电压
12、压表表测测定定电电池池的的电电动动势势和和内内阻阻”的的实实验，可供选用的器材有：验，可供选用的器材有：A电流表电流表(量程：量程：00.6 ARA约为约为1)B电流表电流表(量程：量程：03 ARA约为约为0.6)C电压表电压表(量程：量程：03 VR V约为约为5 k)D电压表电压表(量程：量程：015 VR V约为约为10 k)E滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围：阻值范围：010 额定电流：额定电流：1.5 A)典题典题 1F滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围：阻值范围：02 k额定电流：额定电流：0.2 A)G待测电源待测电源(一节一号干电池一节一号干电池)、开关、导线若干、开关、导线若干(
13、1)请画出能使本实验测量精确程度较高的实验电路图。请画出能使本实验测量精确程度较高的实验电路图。(2)电电路路中中电电流流表表应应选选用用_，电电压压表表应应选选用用_，滑滑动动变变阻阻器器应选用应选用_。(填字母代号填字母代号)(3)如图甲所示为实验所需器材，请按电路图连接实物图。如图甲所示为实验所需器材，请按电路图连接实物图。思思路路引引导导：(1)实实验验器器材材的的选选取取应应遵遵循循安安全全、精精确确和和操操作作方方便便的的原原则则。本本实实验验的的误误差差主主要要来来自自电电压压表表的的分分流流。因因此此，本本实实验验中中滑滑动动变变阻阻器器的的选选择择原原则则是是：阻阻值值范范围
14、围小小而而额额定定电电流流较较大大。电电压压表表的的选选择择原原则则是是：在在满满足足量量程程要要求求的的前前提提下下选选取取内内阻阻较较大大的的。电电流流表表的的选选择择需需根根据据实实验验中中电电流流大大小的估算值来确定。小的估算值来确定。(2)根据实验要求，先画出电路图，然后根据电路图连接实物图。根据实验要求，先画出电路图，然后根据电路图连接实物图。ACE解析：解析：(1)电路如图乙所示。电路如图乙所示。(2)考考虑虑到到待待测测电电源源只只有有一一节节干干电电池池，所所以以电电压压表表应应选选C；实实验验中中电电流流又又不不能能太太大大，一一般般不不超超过过0.5 A，所所以以电电流流
15、表表应应选选A；滑滑动动变变阻阻器器不不能能选选择择太太大大的的阻阻值值，从从允允许许最最大大电电流流和和减减小小实实验验误误差差来来看看，应应选选择择电电阻阻较较小而额定电流较大的滑动变阻器小而额定电流较大的滑动变阻器E。(3)如图丙所示。如图丙所示。答案：答案：(1)如图乙所示如图乙所示(3)如图丙所示如图丙所示 用用电电流流表表和和电电压压表表测测定定由由三三节节干干电电池池串串联联组组成成的的电电池池组组(电电动动势势约约4.5 V，内内电电阻阻约约1)的的电电动动势势和和内内电电阻阻，除除待待测测电电池池组、开关、导线外，还有下列器材供选用：组、开关、导线外，还有下列器材供选用：A电
16、流表：量程电流表：量程0.6 A，内电阻约，内电阻约1 B电流表：量程电流表：量程3 A，内电阻约，内电阻约0.2 C电压表：量程电压表：量程3 V，内电阻约，内电阻约30 kD电压表：量程电压表：量程6 V，内电阻约，内电阻约60 kE滑动变阻器：滑动变阻器：01 000，额定电流，额定电流0.5 AF滑动变阻器：滑动变阻器：020，额定电流，额定电流2 A对点训练对点训练(1)为为了了使使测测量量结结果果尽尽量量准准确确，电电流流表表应应选选用用_，电电压压表表应应选选用用_，滑动变阻器应选用，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号均填仪器的字母代号)。(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路。为下图为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了了使使测测量量误误差差尽尽可可能能小小，还还需需在在电电路路中中用用导导线线将将_和和_相相连连、_和和_相相连连、_和和_相相连连(均均填填仪仪器器上上接接线线柱柱的的字字母代号母代号)。ADFadcgfh解解析析：(1)此此次次实实验验电电流流表表内内阻阻对对实实验验没没有有影影响响，选选择择小小量量程程电电流流表表，减减小小读读数数误误差差
