12.3 实验：电池电动势和内阻的测量（导学案）- 高二物理（人教版2019必修第三册）.docxVIP

第3节实验：电池电动势和内阻的测量

导学案

【学习目标】

1、经历实验设计过程，理解测定电源电动势和内阻的实验原理。

2、在理解实验原理的基础上，能完成测电源电动势和内阻的规范实验操作。

3、学会利用U-I图像处理数据并得出电源的电动势和内阻，进一步体会利用图像进行数据处理的方法。

4、尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解实验中减小误差的方法。

【学习重难点】

学习重点：用U-I图像测定电池的电动势和内阻。

学习难点：用U-I图像测定电池的电动势和内阻。

【知识回顾】

1、路端电压与电动势之间的关系是：__________。

2、选用内接法、外接法的依据口诀是：____________________。

3、在电源的U-I图像中，__________表示电动势E，__________表示短路电流I短，__________表示内阻r。

【自主预习】

1、用电流表外接的伏安法进行测量时，误差来源于__________。路端电压越大，____________________。

用电流表内接的伏安法进行测量时，误差来源于__________。通过电源的电流越大，____________________。

2、在对实验进行误差分析时，可利用等效电源的方法。

对外接法，把电源和__________看做整体，则整体的电动势相当于__________时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和__________的__________联的阻值。

对内接法，把电源和__________看做整体，则整体的电动势为__________和电源串联后的路端电压，整体的电阻相当于电源和__________的__________联的阻值。

【课堂探究】

第一部分方案一：伏安法

思考1：电源电动势能直接用电压表测量吗？

思考2：路端电压与电动势之间的关系是怎样的？此关系式中的哪些量是可直接测量的，哪些量是待测的？

思考3：要测得E和r，需要至少几组数据？

思考4：连接电表时，应采用内接法还是外接法？（提示：被测电源内阻的阻值通常不大。）绘制电路图，并连接实物图。

实验步骤：

①确定电流表、电压表的__________，按原理图连接电路；

②把变阻器的滑动片移到使阻值最__________的一端；

③闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值；

④断开开关，整理好器材。

数据处理：

①公式法：

代入E=U1+I1r和E=U2+I2r

②图像法：画出U-I图像，则__________表示电动势E，__________表示短路电流I短，__________表示内阻r。

注意事项：

①电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最__________位置处；

②使用内阻较__________一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太__________，每次读完数后立即__________，以免使电动势和内阻__________。如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较__________，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量__________；

③要测出不少于__________组I、U数据，且变化范围要__________一些；

④画U-I图线时，应使图线通过__________的点，并使不在直线上的点____________________，个别偏离直线太远的点可__________；

⑤画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从__________开始，而是根据测得的数据从__________开始，（但横坐标必须从__________开始)但这时图线与横轴的交点不再是__________，而图线与纵轴的截距仍为__________，图线的斜率的绝对值仍为__________；

⑥画U-I图线时，坐标轴的单位选择要恰当，使做出的图线基本充满整个区域为宜，不能使图线位于某一角上；

⑦使用U-I图线计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻r。

【视频】测定电池的电动势和内阻。

第二部分拓展：伏安法误差分析

思考1：用电流表外接的伏安法进行测量，误差来源于哪里？

外接法适用于以下情况：①内阻r__________(例：__________)，②滑动变阻器R阻值__________。思考2：外接法U-I图像修正如图所示。由图像可以分析，此方法测量的电动势、内阻的误差情况如何？

思考3：用电流表内接的伏安法进行测量，误差来源于哪里？

内接法适用于以下情况：①内阻r__________(例：__________)，②滑动变阻器R阻值__________。

思考4：内接法U-I图像修正如图所示。由图像可以分析，此方法测量的电动势、内阻的误差情况如何？

思考5：如果采用公式计算的方式处理数