资料简介
通过实验与Excel操作复习《闭合电路的欧姆定律》教
学设计
一 教学目标
1.知道闭合电路的欧姆定律及相关实验,进一步感受电源路端电压随电流变化
的关系.
2.学会根据图象合理进行数据处理的方法,利用电脑软件(Excel 表格制作)
处理数据
3.尝试分析电源电动势和内阻的测量误差,了解测量中减小误差的方法.
二.学情分析
在前面的学习中,学生们自己已学习了闭合电路欧姆定理 E=U +Ir 等相关知
识,但对于测定电源的电动势和内阻方法还缺乏较好的总结,且对于图象法处理
数据,方法较为单一,暂时不会利用电脑软件(Excel 表格制作)处理数据,但
这正是学生感兴趣的内容,通过学生自己的探索,不但把学过的知识应用于实际
还可以激发他们的创新精神。
三 教材分析
本节课是高中物理选修 2—1 的第一章第四节,这节课内容是在复习闭合电
路的欧姆定律,测量电源的电动势与内阻,电源的特性主要由电动势与内阻来描
述,因此测量电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义,这一节在它的基
础上,从实用的角度向学生提出了新的问题,即怎样简洁的测量电源的电动势与
内阻? 只有设计合理的实验电路,选择必要的实验器材,科学的处理数据,才
能得到满意的结果。本节课主要总结用伏安法测量电源的电动势与内阻的电路以
及一种新的处理实验数据的方法——用图象法处理实验数据。重点是:实验方案
的获取与利用电脑软件(Excel 表格制作)处理数据。难点是如何利用图线得到
结论以及实验误差的分析。
四 授课内容
(一)、复习导入
(二)、科学探究 ♥在观察中提出物理问题
A
V
S
R
观察:实验视频。。。
思考 1:求电动势 E 和内阻 r 的方法有哪些?
♥利用信息手段处理实验数据的能力
例. 一位同学记录的 6 组数据见表。试根据这些数据在下图中画出 U—I 图线,并根据图线
读出电池的电动势 E= ,电池的内阻 r = Ω .
U
I
/
那么,除了手工描点画线,有没有更准确的画图方法呢?
利用 Excel 处理数据
师生同做。。。。。。
思考 2:实验误差有哪些?
1.偶然误差
(1)由于电表读数不准引起误差.
(2)用图象法求 E 和 r 时,由于作图不准确造成的误差.
(3)测量过程中通电时间过长或电流过大,都会超越 E、r 变化.
2.系统误差
(1)若采用甲图,其 UI 图象如图乙所示.由于电压表的分流作用造成误差.
(2)若采用丙图,其 UI 图象如图丁所示.由于电流表的分压作用造成误差.
①E 为真实值.
②I 短测r 真,r 测和 RA 的串联值,由于通常情况下电
池的内阻较小,所以这时 r 测的误差非常大.
♥对探究过程进行反思
1.可选用旧电池:为了使电路的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用
已使用过一段时间的 1 号干电池.
2.电流不要过大,读数要快:干电池在大电流放电时,电动势 E 会明显下降,内
阻 r 会明显增大,故长时间放电不宜超过 0.3 A,短时间放电不宜超过 0.5 A.
因此,实验中不要将 I 调得过大,读电表要快,每次读完立即断电.
3.干电池内阻较小时路端电压 U 的变化也较小,即不会比电动势小很多.这种情
况,在画 UI 图线时纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一个
恰当值开始(横坐标 I 必须从零开始).此时,图线与横轴的交点横坐标不再表示
短路电流,但是直线斜率的绝对值仍然表示电池的内阻.
4.测出不少于 6 组(I,U)数据,且变化范围要大些.画 UI 图线时,要使较多的
点落在这条直线上,不在直线上的点要尽量均匀分布在直线的两侧,个别偏离直
线太远的点可舍去不考虑,以减小偶然误差.
(三)、明确考向
考向 1 对实验原理和误差的考查
[典例 1] 根据闭合电路的欧姆定律的原理,在测量一节干电池电动势 E 和内
阻 r 的实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路.
甲 乙
(1)根据图甲所示实验电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物图的连接.
(2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片 P 移至 (填“a”或“b”)端.
(3)合上开关 S1,S2 接图甲中的 1 位置,改变滑动变阻器的阻值,记录下几组电
压表示数和对应的电流表示数;S2 改接图甲中的 2 位置,改变滑动变阻器的阻
值,再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数. 在同一坐标系内分别描点作
出电压表示数 U 和对应的电流表示数 I 的图象,如图丙所示,两直线在纵轴上的
截距分别为 UA、UB,与横轴的截距分别为 IA、IB.
丙
2 S2 接 1 位置时,作出的 U-I 图线是图丙中的 (填“A”或“B”)线.
②S2 接 1 位置时,测出的电池电动势 E 和内阻 r 存在系统误差,原因是 (填
“电压”或“电流”)表的示数偏 (填“大”或“小”).
答案:
(四)小结
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