1、实验：测定电池的电动势和内阻 第二课时授课人：曾捷 审核人：徐正恒教学目标一、知识与技能1、了解误差分析的几种方法，掌握图像分析误差的方法2、了解用电流表和定值电阻或电阻箱；电压表和定值电阻或电阻箱测电动势和内阻的方法及用图像法分析其误差。二、过程与方法 1、学习正确分析实验误差来源从而找出最佳的实验（观测）条件，同时学会对实验结果的正确评估和描述。通过采用正确的数据处理分析，从误差中发现实验问题，提出实验改进方案。 2、学会利用图线处理数据的方法。三、情感态度与价值观使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力
2、、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。教学重点 利用图像分析误差教学难点如何利用图线得到结论和分析误差教学过程1.回顾上节课内容，例举实验方案，教师： 我们这节课例举上次方案一，看看应该怎样处理数据及分析误差才能够正确的得出电动势与内阻，请一位同学讲讲你处理数据的方法。学生：对于方案一我们可以利用公式：E=Ir+U 测量出两组数据就可以建立方程组解出 E和 r 教师：原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们可以想些什么办法减少误差呢？学生：采用测量多组数据 建立多个方程组，然后解出对应的E和r值，然后取平均值，就可以减少误差。投影：用平均值法求E和r:
3、 把所测量的数据代入闭合电路欧姆定律E=U+Ir中，得 计算出 同理，把其他几组r2、r3，E2、E3计算出来，用公式r= ， E= ， 即为所求电源的电动势E和内阻r. 老师：用数学法测量计算比较麻烦，有没有更加好一点的方法处理数据呢？投影：根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir 联系实验方案一 ，可以看出什么信息学生回答总结： 利用UI图像求电源电动势E和内阻r: 根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知，U是I的一次函数，则UI图像应该是一条直线. 投影：UI 图象如右图。教师：那么大家观察图象，直线与U轴、I轴各有交 点， 那么两个交点分别代表什么物理意义，直线的斜率又代表什么呢？学生回答总结：
4、直线与U轴相交点的值，I等于零， 此值即为断路时的路端电压应等于电源电动势E；这条直线与I轴的交点表示U=0 (外电路短路)时的短路电流 I0，而且I0 = ， 由U=E-Ir可知直线斜率为-r，计算内阻时，要在直线上任取两个相距较远的点，用r=| |计算电池的内阻r. 投影：用几何画板模拟画图，取一组用方案一得出的数据描点。教师：在坐标纸上建立UI坐标系，依据测量数据在坐标系中画出相应的点，怎样连接这些点呢？是否两两相连？学生讨论后回答总结：两两相连得出的折线不符合理论分析的结果，应该作一条直线使之通过尽可能多的点，并使不在直线上的点尽可能均匀的分布在两旁. 离直线教远的点应该舍弃，如图甲所
5、示，延长这条直线， 读出它与U轴相交点的值，此值即为断路时的路端电压应等于电源电动势E；这条直线与I轴的交点表示U=0 (外电路短路)时的短路电流 I0，而且I0 = ，还计算出内阻r=| | .教师：A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。当干电池内阻较小时，路端电压U的变化较小，坐标图中数据点所描直线呈现如下图乙所示的状况，下部大面积空间得不到利用，作图时也易造成较大误差，为此可使坐标不从零开始如图丙所示，并把坐标的标度取得小一些，可使结果的误差减小些，要注意的是: 此时图像与横轴的交点不表示短路电流，计算内阻时，要在直线上任取两个相距较远的点，用r=|
6、| .来计算电池的内阻r. （教学过程中必须明确）：图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E-Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U-I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。实验中至少得到6组数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。归纳：将图线两侧延长，分别交轴与A、B点。A点意味着断路情况，它的纵轴截距就是电源电动势E。说明：A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。2.误差分析：实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，得到的数值是偏大还是偏小？（提示：利用图线及合理的推理）可以请几位同学发言，最后得到结论。因为 电压表的分流作用所以 I真=I测IV即（I真-I测），反映在图线上：当U=0时，IV0 II真故r真r测 E真E测课后作业：P71页 课后问题与练习 1、2、3题
