12.3实验：电池电动势内阻的测量 课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第3节实验：测电源电动势内阻的测量Ｕ:路端电压1.代数法：Ｕ=E-ＩrI:总电流一、实验原理U1=E-I1rU2=E-I2r2.图象法：ErIU0AV电流表示数不是总电流电压表示数不是外电压两种接法都有误差二、误差分析

AV

AV二、误差分析r测

<r真

r测

>r真

E测

<E真E测

=E真IU1.电流表内接：2.电流表外接：E真E测I真I测IU0E真U真U测势阻都小势等阻大I测I真注意：外接法内阻测量相对误差太大，除非知道RA才选用AV为了减小此误差，滑动变阻器R的阻值应该_____一些，所选用的电压表的内阻应该_____一些。

思考:实验电路如图。根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。小大AVS被测电池(干电池)电流表:0~0.6A电压表:

0~3V滑动变阻器：最大阻值10~20Ω电键和导线若干三、实验器材四、实验步骤1.按原理图连接实物图四、实验步骤2.记录数据3.计算结果AVSI/A0.20.10.30.40.5******1.画直线时应使各个点尽量靠近直线，并尽量分布在直线两侧，对于个别明显的误差点不予考虑。五、注意事项1.01.5U/V00.5思考：当电池的内阻较小时，图像会出现什么情况？I/A0.20.10.30.40.51.画直线时应使各个点尽量靠近直线，并尽量分布在直线两侧，对于个别明显的误差点不予考虑。五、注意事项1.01.5U/V00.5思考：当电池的内阻较小时，图像会出现什么情况？

U的变化很小，导致斜率很小，图线比较平坦，很难确定短路电流，测量结果误差较大。******1.画直线时应使各个点尽量靠近直线，并尽量分布在直线两侧，对于个别明显的误差点不予考虑。五、注意事项1.5I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3I/A0.20.10.30.40.51.01.5U/V00.5******五、注意事项1.5I/AU/V0.10.20.30.40.51.11.21.41.3I/A0.20.10.30.40.51.01.5U/V00.5******2.可使纵轴不从零开始，放大纵轴的标度，使图像完整，减小测量误差。纵轴交点仍是E，横轴交点不再是I短。内阻是多少？3.测干电池的电动势和内阻，应选用旧电池，旧电池的内阻较大，电压表示数变化明显4.用电压表和电流表测电池的电动势和内阻，应选用安培表的内接法.如只测电动势，可用外接法。7.U=0时的电流才是短路电流5.根据图象求E、r误差较小6.特别要注意有时候图像的纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI|。五、注意事项例1：某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约1Ω，电压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω2A)和R2(100Ω0.1A)各一只;(1)实验中滑动变阻器应选用

(选填R1或R2).(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E=

V;内阻r=

Ω.E测_____E真，r测________r真。(填“<”“＝”或“>”)1.500.10.20.30.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VVA图甲图乙R11.50图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ωr=1.85-RA=0.85Ω0.85<<例2.某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1＝1.0kΩ，电阻R1＝9.0kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0Ω的电阻。

该小组顺通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出I1－I2图象,得到电池的电动势E＝______V，内阻r＝________Ω。I2/mA1.00.51.5U/V20030001001.400.46电阻箱1.安阻法测E、r六:其它方案RI0R01IE=I1(R1+r)E=I2(R2+r)误差：势等阻大V2.伏阻法测E、r电阻箱1.安阻法测E、r六:其它方案E=U1+U1r/R1

E=U2+U2r/R21R01U误差：势阻都小例3:有一特殊电池，它的电动势约为9V，内阻约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图7甲所示电路进行实验，图中电流表的内阻RA＝5Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9Ω，R0为定值电阻，对电源起保护作用。(1)本实验中的R0应选_____(填字母)。A.10Ω B.50ΩC.150Ω D.500Ω(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。C10

45例4.某学习小组的同学设计了如图4所示的电路来测量定值电阻R0的阻值(约为几欧到十几欧)及电源的电动势E和内阻r。实验器材有：待测电源，待测电阻R0，电流表A(量程为0.6A，内阻不计)，电阻箱R(0～99.9Ω)，开关S1和S2，导线若干。(1)先测电阻R0的阻值。请将学习小组同学的操作补充完整；先闭合S1和S2，调节电阻箱，读出其示数R1和对应的电流表示数I，然后

，使电流表的示数仍为I，读出此时电阻箱的示数R2。则电阻R0的表达式为R0＝______________。断开S2，调节电阻箱的阻值R1－R2①根据图5给定的坐标系并结合以上数据描点作图。②利用图象求出该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(保留两位有效数字)。6.0

2.5(2)同学们通过上述操作，测得电阻R0＝9.5Ω，继续测电源的电动势E和