2022-2023学年人教版必修三 12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 教案.docx

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1、12.3实验：电池电动势和内阻的测量K教材分析教科书提供了一种实验方法，剩下两种六个同学们思考的。但是在参考案例 2中并不是使用教科书提供的实验方法。虽然如此，但实验原理大致相同。教学 中可以就一种方法进行实验教学。通过这节课的学习让学生能够更加清晰的理解 闭合电路的欧姆定律，以及实验数据的处理方法的优越性等。工教学目标与核心素养物理观念：理解实验思路的合理性，以及用图象处理实验数据的有效性。科学思维:经历实验的操作和测量过程，以及通过图象处理实验数据的过程, 体验如何选择电表的内接和外接，减少系统误差的操作方法。科学探究：通过实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。科学态度与责任：通过探

2、究激发学生的求知欲和创新精神。K教学重点与难点重点：掌握实验原理和方法，学会除了实验数据。难点：用图像处理实验数据教学方法教师启发引导与探究法相结合，并辅以问题法、演示法、归纳法等。K教学准备水果、干电池、坐标纸、导线开关、多用电表、电阻箱、电流表、电压表、 多媒体课件等。K教学过程H一、新课引入在前面的学习中，我们知道电池内是有电阻的，我们还知道用伏安法测灯泡的电阻，那怎么测量电池的内阻呢？厂1 I这还得用到伏安法。_S 二、新课教学（一）测量原理电压表、电流表测量实验原理：根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势、内阻心与路端电压U、电流/的关系可以写成E=U +卜一般希望知道E和厂因此需要测出

3、路端电压U和电流/,有两个未知数，所 以至少要测出U、/的两组数据E=Ui -FhrE,r联立两个关于瓜 厂的方程，从中解出E和乙实验电路:实验器材：电压表、电流表加上一个滑动变阻器R,就能测定电源的电动势 和内阻L测量电路可以这样连接。这是测量电动势和内阻的一种方法。思考：如果只有一个电流表没有电压表，你能设计出测量电源电动势和内 阻的电路吗？还需要什么器材？如果只有一个电压表呢?电流表、电阻箱测量实验原理：U=IRE=U-hlrE=U-hlr-=/R-Fir根据这个式子如果能够知道/、R的两组数据，也是可以得到关于、厂的两 个方程，于是能够从中解出E和乙实验电路:实验器材：电流可以用已给的

4、电流表测量出来，而电阻 我们可以选用用电阻箱，它方便读数，方便调节电阻大小以便获得多组数据。电压表、电阻箱测量实验原理：1 = - R实验原理：1 = - RTT fE = U-r、,RE=U+h J如果能够得到U、R的两组数据，也可以通过解方程得和厂。实验电路：实验器材：电压我们通过给定的电压表测量，电阻还是用电阻箱就好了。（二）物理量的测量实验中需要测量路端电压U和电流/两个物理量。然而，是否只需测量两组/数据，联立方程解得和一就行呢？只测量两组数据，通过联立方程解得和一，看起来比较 简单，误差却可能较大。只有多次测量，并对数据进行处理， 才能减小误差。所以，应该使用滑动变阻器改变外电路的

5、电阻, 进行多次测量。电压U电流/（三）数据分析1 .公式法把实验数据两两分组，分别列出若干组联立方程。E=Ui -/-hrE=lh+br联立两个方程，解得：E JW-hU,厂=吐4最后以E的平均值和r的平均值作为实验结果。这种方法的实验结果比只 用两组U、/数据求得的结果误差小。采用另外一种方法，也能减小误差，而且更简便、直观。2 .图像法一一电源的伏安特性曲线式可以改写成U=-Ir+Eo把测出的多组U、/值，以路端电压U 为纵轴、干路电流/为横轴建立U一/坐标系。根据几组U, /的测量数据，在O坐标系中描点。如图所示，此时可以看到这些点大致呈直线分布，画出 这条直线。思考：这条直线与电压及

6、电流坐标轴交点的物理意义是 什么？怎样用这些数据得到电源电动势和内阻？图线与。坐标轴的交点：U=EO图线与/坐标轴的交点：可以读得/短，根据短路电流与电源内阻八电F动势石的关系厂=二可以求出电源的内阻汽1短另外，如果从直线方程U=-+E的角度理解，通过求解U-/图像斜率的 绝对值也可以求出电源的内阻-，即厂=|与1。注意：纵坐标可以不从0开始，但这并不影响直线与坐标轴的交点。课堂练习例1.一个学生利用实验方法测得数据，根据这些数据，画出了如图所示的U-/图象，从图中可得出电源电动势为 V,内阻为。解题提示：直线与U坐标轴的交点值表示断路时的路端电压，可以直接读得2.9V,直线与/坐标轴的交点，

7、可以读F得I短=Q5A o根据关系一三可以求出电源的内阻片2.6 Q o1短（四）进行实验参考案例1：测量干电池的电动势和内阻旧电池的内阻相对于新电池要大得多，容易测量。实验中可以选择旧的干电 池进行实验。因为新电池的内阻较小，放到图像上，图线的斜率较小，不利于作 图分析和计算。参考案例2：测量水果电池的电动势和内阻,R/CZ_1水果电池的内阻较大，容易测 量。但实验时，内阻会发生明显改 变。测量应尽量迅速，在内阻发生 较大变化之前结束测量。12.3实验：电池电动势和内阻的测量图线与。坐标轴的交点：U=EO图线与/坐标轴的交点：可以读得/如根据短路电流与电源内阻八电F动势石的关系厂=二可以求出电源的内阻心1短另外，如果从直线方程的角度理解，通过求解S/图像斜率的 绝对值也可以求出电源的内阻片即当卜K教学反思本节课我们运用闭合电路欧姆定律来测量电池电动势和内阻，通过不断变化 公式的形式得到三种不同的测量方法。进一步激发学生的发散性思维。实验中的 数据处理是实验的重要组成部分，利用图像法处理数据的优点是可以看出物理量 之间的变化趋势，要重点分析图线与坐标轴的物理意义。