12.3 实验 电池电动势和内阻的测量--高中物理必修三素养提升学案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理必修三素养提升学案 第12章 电能 能量守恒定律 第3节　实验 电池电动势和内阻的测量 【学习目标】 1.理解测定电池的电动势和内阻的原理,三种实验方案并画出电路图。 2.会根据电路图连接实物图,测量并收集实验数据,会对实验数据进行分析。 3.得出结论并对实验误差进行分析。 【自主预习】 1.闭合电路的欧姆定律 闭合电路的电流跟电源的电动势成　　　　比,跟内、外电路的电阻之和成　　　　比,即I=。 2.路端电压跟负载的关系 路端电压:U=E-Ir 如右图电路: (1)R增大,电流　　　　,路端电压　　　　; (2)R减小,电流　　　　,路端电压　　　　。 3.(1)外电路断路时,R→∞,I=　　　,U=E-Ir=　　　　; (2)外电路短路时,R=　　　　,I==　　　　,U=　　　　。　 4.电源的特性曲线———路端电压U随电流I变化的图像如图。 (1)图像的函数表达:　　　　　。 (2)图像的物理意义 ①在纵轴上的截距表示　　　　　。 ②在横轴上的截距表示　　　　　　。 ③图像斜率的绝对值表示　　　　　　。 【答案】 1.正　反 2.(1)减小　增大　(2)增大　减小 3.(1)0　E　(2)0　 　0 4.(1)U=E-Ir　(2)①电源的电动势E　②电源的短路电流I短　③电源的内阻r 【课堂探究】 [实验方案] 1.分组讨论,如何测定电池的电动势和内阻 需要什么器材 你都想到哪些实验方法 请你用实验电路说明,小组的方案设计如下: 方案一: 　　　　　 　方案二: 　　　　　 　方案三: 　　　　　 2.具体实验方案确定 (1)确定方案: ①现有器材:一节旧干电池、电流表0~0.6 A量程、电压表0~3 V量程 滑动变阻器0~10 Ω、电池、开关、导线、坐标纸,则如何选择实验方案 ②实验中电流表应接在哪里呢 ③上述实验方案的实验原理是什么 讨论分析: (2)讨论实验方案,确定实验步骤(相互交流和补充) 问题讨论:(1)为保护电表,实验前我们应该把滑动变阻器如何调节 (2)如果实验中只采集两组数据,对实验的结果影响怎样 3.实验步骤 (1)按照电路原理图把器材连接好。 (2) (3)闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电压表和电流表的读数,用同样的方法测量并记录几组(I,U)值(至少6组)。 (4)断开开关,整理好器材。 (5)实验数据记录: U/V I/A 　　[数据处理] [思考与讨论]1.获得数据后,你们小组是如何进行数据处理的 方法一:公式法 方法二:图像法 2.对于伏安法测量电池的电动势和内阻这种方案请同学们思考以下几个问题: (1)U=E-Ir,类比一次函数图像,电源的U-I图像应该是一条　　　　。 (2)在坐标纸上描点,用　　　线拟合图像。 (3)通过图像如何求电池电动势和内阻 延伸拓展:新干电池和旧干电池对比内阻更小,图像的斜率就较小,这样路端电压的变化就不明显。你有什么好的办法解决吗 [误差分析] 1.实验中的误差属于系统误差,得到的数值是偏大还是偏小 2.原因分析:　　　　　　　　　　　 3.图像修正: 4.结论:E测　　　　E真,r测　　　　r真 5.延伸拓展:如果采用如图电路测量电池的电动势和内阻,则误差是怎样的 你能用刚才的方法分析说明吗 【答案】 1.略　2.略 3.(2)闭合开关前,把滑动变阻器的滑片移到阻值最大端 [思考与讨论] 1.略 2.(1)倾斜直线　(2)直　(3)与纵轴的交点代表电源的电动势,图线斜率的绝对值代表电源的内阻 [延伸拓展]略 [误差分析] 1.略 2.由于电压表的分流使电流表的测量值小于真实值 4.E测