實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量 課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

12.3實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量人教版（2019）高中物理（必修第三冊(cè)）第十二章電能能量守恒定律老師：

授課時(shí)間：

下圖為伏安法測一個(gè)定值電阻實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖，器材規(guī)格如下：待測電阻Rx(約100Ω)直流毫安表(量程0-10mA，內(nèi)阻約50Ω)直流電壓表(量程0-3V，內(nèi)阻約5KΩ)直流電源(輸出電壓4V，內(nèi)阻不計(jì))滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0-15Ω，允許最大電流1A)，電鍵及導(dǎo)線若干，根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，在本題實(shí)物圖上連線。mA1030課前練習(xí)第2頁課堂導(dǎo)入二、實(shí)驗(yàn)原理：閉合電路歐姆定律

E=U+Ir

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻AVS甲R(shí)AVS乙R第3頁知識(shí)講解vA三：實(shí)驗(yàn)步驟2、按原理圖連接實(shí)物圖1、儀器選擇：安培表：0~0.6A伏特表:0~3V滑動(dòng)變阻器:選用阻值較小的,最大阻值10~20Ω第4頁知識(shí)講解3：把變阻器的滑片移到一端使電阻值最大（保護(hù)電路）4：閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表的讀數(shù)有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄幾組U，I值。5：斷開電鍵，整理好器材123456U/V1.371.321.241.181.101.05I/A0.120.200.310.320.500.57記錄的電流值怎么變化？為什么？第5頁知識(shí)講解四：數(shù)據(jù)處理方法一：公式法改變R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次I、U的值，算出E、r取平均值.

E=U1+I1rE=U4+I4rE=U2+I2rE=U5+I5rE=U3+I3rE=U6+I6rE1r1E2r2E3r3E和r第6頁知識(shí)講解U/I/I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.351.200.501.100.571.05······方法二：圖象法在坐標(biāo)紙上以Ｉ軸為橫坐標(biāo)，Ｕ為縱坐標(biāo)，用測出幾組的Ｕ，Ｉ值畫出Ｕ－Ｉ圖像最后從圖像求出電動(dòng)勢為E＝V

內(nèi)阻為r=Ω

1.470.741.001.101.201.301.401.50第7頁知識(shí)講解系統(tǒng)誤差由電流表的分壓引起。0UI測量值真實(shí)值斜率k=rUA誤差分析適宜測大內(nèi)阻電源。第8頁知識(shí)講解誤差分析系統(tǒng)誤差由電壓表的分流引起。0UI測量值真實(shí)值斜率k=rIV適宜測小內(nèi)阻電源。第9頁知識(shí)講解（1）本實(shí)驗(yàn)在電鍵閉合前，變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大位置處（2）使用內(nèi)阻較大一些的舊電池。在實(shí)驗(yàn)中不要將電流調(diào)得太大，每次讀完數(shù)后立即斷電，以免使電動(dòng)勢和內(nèi)阻發(fā)生變化（3）要測出不小于6組Ｉ、Ｕ數(shù)據(jù)，且變化范圍要大一些（4）畫Ｕ—Ｉ圖線時(shí)，應(yīng)使圖線通過僅可能多的點(diǎn)，并使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去。（5）畫U--I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)?shù)闹甸_始（但橫坐標(biāo)必須從0開始)但這時(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動(dòng)勢E，圖線的斜率的絕對(duì)值仍為內(nèi)阻r.

注意事項(xiàng)第10頁知識(shí)講解其他實(shí)驗(yàn)電路安阻法：伏阻法：E=I（R+r）誤差分析誤差分析第11頁知識(shí)講解ErAR1R2

例1.如圖示的電路中，R1

、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)，如果偶然誤差可以忽略不計(jì)，則電動(dòng)勢的測量值

真實(shí)值，內(nèi)阻的測量值

真實(shí)值，產(chǎn)生誤差的原因是

。等于偏大電流表有內(nèi)阻

例2.在測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，待測電池、開關(guān)和導(dǎo)線配合下列哪組儀器，可以達(dá)到測定目的（）A.一只電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器B.一只電流表和一只電壓表C.一只電流表和一個(gè)電阻箱D.一只電壓表和一個(gè)電阻箱CD課堂檢測第12頁例3.如圖是測量電源內(nèi)電阻的電路，下列關(guān)于誤差說法，正確的是()

A.由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實(shí)值；

B.由于電流表的分壓作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實(shí)值；

C.由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值小于真實(shí)值；

D.由于電壓表的分流作用，使內(nèi)電阻的測量值大于真實(shí)值；vA解：

E=U+Ir，I=(IA+U/RV)，由于電壓表的分流作用，對(duì)于每個(gè)電壓值U1

，測得的電流IA小于總電流I1，U越大，IA跟I1相差越大，畫出的圖線應(yīng)為實(shí)線所示：UIU1IAI1所以內(nèi)電阻的測量值小于真實(shí)值。C課堂檢測第13頁(8分)現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40Ω的電流表一個(gè)，定值電阻R1=150Ω，定值電阻R2=100Ω，單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測量一干電池（電動(dòng)勢約1.5V）的電動(dòng)勢。（1）按要求在實(shí)物圖上連線。（2）

用已知量和直接測得量表示的待測電動(dòng)勢的表達(dá)式為=

，式中各直接測得量的意義是：

.例4.R1

R2R1

R2課堂檢測第14頁

（1）連圖：左圖只用R1接入電路；右圖用R1和R2串聯(lián)接入電路。（2）I1是外電阻為R1時(shí)的電流，

I2是外電阻為R1和R2串聯(lián)時(shí)的電流.測量原理：mAR1mAR2R1E=I1（R1+Rg+r）①E=I2（R1+R2+Rg+r）②聯(lián)立①②解得注意：若只用R2接在電路中，則電流將超過電流表的量程，所以用R1和R2串聯(lián)接入電路。

[解答]：課堂檢測第15頁乙用伏安法測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻。用所示的甲、乙兩個(gè)供實(shí)驗(yàn)的電路圖，實(shí)驗(yàn)應(yīng)