1测定电池电动势和内阻复习课教案1公开课教案教学设计课件资料.docVIP

《测定电池电动势和内阻》复习课的创新设计

测定电池的电动势和内阻是电学实验中最重要的实验之一,同时也是学生感到较难的一个电学实验，即使到了高三还有相当部分学生对于该实验的“实验设计”“器材选择”“数据处理”和“误差分析”等方面感到不少困惑。笔者在高三复习教学中尝试了以“实验原理”为切入点，以问题为导向，进行了一些创新设计，较好地突破了重难点，起到了不错的效果。

思考：测定电池电动势和内阻的实验原理是什么？

学生回答：闭合电路欧姆定律。

教师分析：闭合电路欧姆定律有多种表达形式，为多种测量方法提供了理论依据，伏安法是其中最基本的一种。

第一部分：夯实基础，牢固掌握伏安法测定电池电动势和内阻

例1.请选择合适的器材设计实验电路测定一节干电池的电动势和内阻：

待测旧干电池（电动势约为1.5V，内电阻约1.0Ω）

待测新干电池（电动势约为1.5V，内电阻约0.4Ω）

电流表A1（0～0.6A）

D．电流表A2（0～3A）

E．电压表V1（0～3V）

F．电压表V2（0～15伏）

G.滑动变阻器R1（0～10Ω，2A）

H.滑动变阻器R2（0～200Ω，lA）

I.开关及导线若干

干电池选；电流表选；电压表选；滑动变阻器选；电路图为。

学生自主答题，教师巡视，发现大部分学生能答出正确答案：电流表选电压表选；滑动变阻器选；电路图为图1（少部分同学作出图2电路）。但是相当部分同学只知其然，不知其所以然，大多是靠记住实验结论。为此设计以下问题和实验，以便让学生掌握实验本质。

A

A

V

V

V

A

图1图2

问题一：为什么选用0～0.6A的电流表A1？

实验展示（视频）：将一节新电池串联1Ω的电阻，连接数字电表（如图），闭合开关，观察电流变化，发现在短短的10余秒内，电表示数发生了明显变化（如图）

结论：较大电流容易使电池极化，电动势和内阻都要发生较明显变化，所以实验时电流不宜过大，通电时间不宜过长。将实现录制好实验通过视频展示呈现，不仅效率高而且很据有说服力，学生印象深刻。

A

A

1Ω电阻

数字电表

新干电池

问题二：为什么选用0-10Ω滑动变阻器？

实验（视频）：将内阻为1欧姆的干电池、300Ω的滑动变阻器、0-0.6A的电流表、0-3V的电压表按照图1电路连接。闭合开关后，将滑动变阻器从300欧姆缓慢减小，观察电压表和电流表读书变化。当外电阻（滑动变阻器）相对于电源内阻很大时，电压和电流变化不明显，当外电阻接近0时，两个电表示数变化幅度很大且十分迅速，电流表指针瞬间偏转并超过量程，故无法获得足够多的有效数据，操作不方便也不安全。利用EXCEL软件画出U-R图和I-R图（设电源电动势为1.5V，内阻为1欧姆），并将图像局部放大后发现数据规律与实验现象吻合。

结论：通过视频再现选择不合适的滑动变阻器出现的问题，使学生有了充分的感性认识，在通过图像和数据进行定量分析，使学生头脑中形成理性的认识，并且明确滑动变阻器的最大阻值约为电源内阻的10—20倍时比较合适。

问题三：电路图选用图1和图2哪个更合适？如果是理想电流表两个电路还有区别么？如果电流表内阻知道，你会选择哪个呢？

第一个和第二个子问题引出选择任何一个电路都有系统误差，明确系统误差的来源分别是电压表的分流和电流表的分压。并且通过用两种电路测量同一节干电池试验结果比较以避开理论上分析误差带来的困难，同时引出用图2方法测量的其实是电源和电流表内阻之和。同时提出第三个子问题。

问题四：为什么要用旧电池？如果要测量一节新电池电动势和内阻，你可以采取哪些措施以便较准确测量？

（1）器材选择：选用更精密的器材比如传感器、数字电表等

（2）电路设计：将电源串联一个小电阻，将内阻扩大

（3）数据处理：将纵坐标刻度放大，将横坐标上移，充分利用坐标纸。

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第二部分：拓展提升，研究其他测量电动势和内阻的方法

问题五：如何用最少的测量工具简单地测出电动势呢？

V

V

学生回答电压表直接测量，教师展示图；同时又展示图和图，追问同一个土豆电池为何用两种测量工具得到的结果相差较大？哪一种测量更准确些？

V结论：经过分析土豆电池内阻大约1000欧姆左右，实验室用电压表内阻为3000欧姆，二数字电表内阻达到10M以上。当电压表内阻远大于电源内阻时，直接测量电动势系统误差较小，故图方案进行测量既简单又准确，但只能测出电动势，无法测出电源内阻。

V

V1R2R

V1

R2

R

V1

R2

R1

R

更优

V问题七：能否将电阻换成变阻箱？

V

伏阻法

伏阻法

问题八：能否将电压表换成电流表？