2017-2018学年高中物理选修3-1全一册教学案(18份)粤教版13(汇教案).docx

第三节研究闭合电路 . 电源的电动势数值上等于不接用电器时电源正负两极 间的电压。 ．闭合电路欧姆定律＝ ．电源电动势 等于 外 和内 之和，即＝ 外 ＋＝＋。 ．路端电压随外电阻的增大而增大。电源电动势和内 阻不随外电阻的变化而变化。 ．在电源的 - 图像中，图线与纵轴的交点即为电源的电 动势，与横轴的交点是短路电流， 直线的斜率即为 电源的内阻。 一、电动势 闭合电路的欧姆定律 ．电动势 () 电源外部的电路叫做外电路， 外电路上的电阻称为外电阻。 电源内部的电路叫做内电 路，内电路上的电阻即电源的电阻称为内电阻。 () 电源的电动势数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压。 () 电动势的单位与电压的单位相同，也是伏特。 ．闭合电路的欧姆定律 () 内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 () 公式：＝。 () 电源的电动势等于 外和 内之和，即＝ 内＋ 外。 二、路端电压跟负载的关系 ．路端电压跟负载的关系式：＝－，而＝。 图-- ．当外电阻增大时，电路中的电流减小，路端电压增大。当外电阻减小时，电路中的电流增大，路端电压减小。 ．路端电压与电流的关系图像如图 -- 所示，可知 () 图线是一条向下倾斜的直线。 () 路端电压随着电流的增大而减小。 三、测量电源的电动势和内阻 ．实验目的 () 知道测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关 系。 () 学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。 () 尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的办法。 ．实验原理 实验的电路如图 -- 所示，实验原理是闭合电路的欧姆定律。 图-- ．实验器材 待测电池一节，电流表 ( ～ ) 、电压表 ( ～ ) 各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线 若干。 ．实验步骤 () 确定电流表、 电压表的量程， 按原理图连接好电路， 并将滑动变阻器的滑片移到使接 入电路的阻值为最大值的一端。 () 闭合开关， 接通电路， 将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动， 从电流表有明显读 数开始，记录一组电流表、电压表读数。 () 同样的方法，依次记录多组、值。 () 断开开关，拆除电路。 () 以为纵轴， 为横轴，将记录的电压、电流值标在坐标图上，过这些点作一条直线， 根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻。 ．数据处理 为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法： () 公式法 利用依次记录的多组数据 ( 一般组 ) ，分别记录如表所示： 实验序号 分别将、组，、组，、组联立方程组解出、 ，、，、，求出它们的平均值＝，＝作为测量结果。 () 图像法把测出的多组、 值，在 - 图中描点画图像，使 - 图像的直线经过大多数坐标 点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图 -- 所示，由＝－ 可知： 图-- ①纵轴截距等于电源的电动势，横轴截距等于外电路短路时的电流＝。 ②直线斜率的绝对值等于电源的内阻＝＝。 ．误差分析 () 偶然误差 主要来源于电压表和电流表的读数以及作  - 图像时描点不准确。 ()  系统误差 主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流 ( 即流过电源的电流 ) 要小一些。 越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大， 将测量结果与真实情况在 - 坐标系中表示出来，如图 -- 所示，可见 测 真， 测 真。 图-- ．注意事项 () 为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用旧的干电池。 () 电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势 会明显下降，内阻会明显增大，故长时间放电不宜超过， 短时间放电不宜超过 。因此， 实验中不要将 调得过大， 读电表示数要快，每次读完后应立即断电。 () 选用内阻适当大一些的电压表。 () 电压表、电流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。 () 当路端电压变化不是很明显时， 作图像时， 纵轴单位可以取得小一些， 且纵轴起点可 以不从零开始。 () 画- 图像时， 要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧， 个别偏 离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。 ．自主思考——判一判 () 在电源内部，电荷移动过程中，电场力做负功，电荷的电势能增加。 ( √) () 电动势相同的电池，内阻也一定相同。 ( ×) () 电源的电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领越大。 ( √) () 闭合电路的欧姆定律对含有电动机的电路也适用。 ( ×) () 电压表直接接在电源两端时测量的是内电压，电压表的示数小于电动势。 ( ×) () 外电阻变化可以引起内电压的变化，从而引起内电阻的变化