一、教学目标

1.能够用伏安法测量电池的电动势和内阻;能利用图像法进行数据处理;知道伏安图的纵截距表示电池的电动势、斜率的绝对值表示电源内阻。

2.通过实验数据处理，体会图像分析在物理学中的应用，提升逻辑思维和分析能力。

3.通过实验探究，养成严谨认真、实事求是的科学精神。

二、教学重难点

重点：利用闭合电路的欧姆定律进行数据处理;

难点：图像法。

三、教学过程

(一)导入新课

提出问题：

①有哪些测量电池的电动势和内阻的方法?(伏安法、伏阻法、安阻法)

②这些测量方法的共性是什么?(测出电路中的多组电流电压电阻值，根据闭合电路的欧姆定律进行数据处理，即可求出电源的电动势和内阻)

教师引导：几种测量方法都可以较好地测出电源的电动势和内阻，但由于时间有限，本节课以伏安法为例进行实验，伏安法具有简单明了、数据处理方便的优点，但同时也有缺点，那就是需要同时使用电流表和电压表进行实验。那么，今天我们就一起进入《实验：测定电池的电动势和内阻》。

(二)新课讲授

1.实验方法

提出问题：需要使用哪些实验器材来进行实验呢?请学生结合旧知进行分析(电池、开关、电流表、电压表、导线若干)

读书指导：为了更好地掌握测量方法，电池的各项指标有一定的要求。本实验采用内阻较大的水果电池。请学生自主阅读教材上有关于水果电池的介绍，完成之后请一位同学为全班总结要点。(把较粗的铜丝和铁丝相隔约几毫米插入马铃薯或苹果中，就制成了一个水果电池，铜丝为正极，铁丝为负极。水果电池的优点是内阻比较大，容易测量。但水果电池在使用过程中，由于发生化学反应，正极附近析出气体，在一定程度上使电极与果汁隔离，明显地改变了内阻，所以，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速，使得内阻发生较大变化之前结束测量。)

学生上台板演：请同学上台板绘伏安法测电源电动势和内阻的原理图。(如下图)。

图片选自人教版选修3-1第二章第9节 实验：测定电池的电动势和内阻 P69

提出问题：本实验应如何操作，实验数据如何记录?(接通电路后，移动滑动变阻器，待示数稳定后迅速读取电流和电压数据，反复操作，记录多组数据备用)

进行实验：学生以4人为一组，根据确定好的实验方案进行实验并记录数据，限时15分钟，在此过程中教师巡视指导。

2.数据处理

小组讨论：教师询问如何利用已有的实验数据得出水果电池的电动势和内阻，请学生在实验小组内部进行讨论，限时5分钟，教师继续巡视。(大部分学生能够想到利用公式法进行数据处理，即将多组电流电压值代入闭合电路的欧姆定律进行分析;少数同学能够想到采用图像的方法进行数据处理，即绘制伏安特性曲线，与U=E-Ir进行对比分析)

提出问题：公式法大家都比较容易接受，那么图像法是如何得出结果的呢?(做出伏安特性曲线，根据U=-Ir+E可知，伏安特性曲线满足一次函数关系，图像应为一条倾斜直线，在直线上，纵截距表示开路电压，即电源电动势，斜率等于负的电源内阻)。

图片选自人教版选修3-1第二章第9节 实验：测定电池的电动势和内阻 P70

在实验数据比较充足的情况下，哪种数据处理方法更好呢?(图像法，能够比较方便地读出最终需要测量的物理量，且数据使用度比较高，如果出现异常数据也比较容易剔除)

请学生利用图像法进行数据处理，得出最终结论。

(三)巩固提升

思考问题：本实验在数据处理时是否存在系统误差?误差来源是什么?(存在系统误差，电流表和电压表存在内阻，在本实验的电路连接方式中，电压表的内阻会有分流，导致测得的电流值并不是干路电流，最终测定的结果不准确)

(四)小结作业

1.小结：师生共同梳理本节课的内容，强化学生的记忆和理解。

2.布置作业：根据学过的电路知识，从理论上分析图像法处理数据的误差偏向;查阅资料，了解如何使用“等效电源法”分析误差。

四、板书设计