人教版（2019）高二物理 必修 第三册 第十二章 第三节 实验：电池电动势和内阻的测量(共32张PPT)

第三节实验：电池电动势和内阻的测量学习目标：1.知道测量电源电动势和内阻的实验原理2.掌握实验方法，学会根据图像进行数据处理的方法．3．尝试进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的方法．重点难点：利用图像法求电源的电动势和内阻；

实验误差分析．电流表电阻箱电压表电阻箱也可以用一只电流表和两只定值电阻完成实验一、实验原理1、图像法处理数据真实值分析电阻箱A0.63-连接实物示意图

实物图连线问题1．先画出电路图，这是连接实物图的依据．2．先连接干路，再连接支路，遵循“先串后并”的原则．3．注意电源的正负极，电表的正负接线柱，电表量程的选择以及滑动变阻器接线柱的合理选用．4．注意连线不能交叉，电键要能够控制电路．连接实物示意图一只电压表一只电阻箱两只定值电阻图2－5－12、K2V1图像法处理数据真实值分析连接实物示意图-315连接实物示意图V3．电动势E和内阻r及路端电压U可以写成E＝U＋Ir，如果能得到U、I两组数据，就能解得电动势和内电阻，用_______和______加上一个滑动变阻器就能测定电源的电动势和内电阻．如图2－5－1甲、乙所示．电压表电流表VAVA甲乙

2-5-1连接实物示意图乙二、实验步骤1.确定电流表、电压表的量程，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为________的一端，打开开关，按实验电路图连接好电路．2．闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数．3．同样的方法，依次记录多组U、I值．4．断开开关S，_____电路．5．利用_______和_______求出电动势和内阻．最大值拆除公式法图像法VAVAVAVA2．图像法：根据实验测得的几组数据在坐标系中描点，这些点大致分布在一条直线上，把明显偏离的点舍去，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均衡地分布在直线两侧．特别提醒：

若U轴上的数据不是从零开始的，则图线与I轴的交点就不是短路电流．U/VOI/A电动势短路电流E=______________；r=______________四、误差分析1．电流表相对于待测电阻(电源内阻)外接

IV误差原因：电压表分流方法一、图像法IA=I总-IV即I真=IA+IVI真画出真实值U-I曲线E测<E真，r测<r真VA

方法二：等效电源法。若把图甲中的R和电流表看成外电路，则电压表可看成内电路的一部分，故实测出的是电池和电压表这个整体等效的r和E.

电压表和电池并联，故等效内阻r小于电池内阻r真．

r测＜r真，

外电路断开时，ab两点间电压Uab即等效电动势E，此时电压表构成回路，故Uab＜E真，即E测＜E真

测量值实际上是等效电源的电动势E′和内阻r′，VRVrU测I测理想电压表内阻无穷大思考：三种测量的方法的误差是否相同？K2V乙E测<E真

r测<r真2．电流表相对于待测电阻(电源内阻)内接误差产生原因：电流表的分压作用

方法一：图像法

U测+UA=U真I测=I真画出真实值图像E测＝E真，r测＞r真

方法二：等效电源法

若把图甲中的RA看成内电阻的一部分，故实测出的是电池和电流表这个整体的等效电动势E′和内阻r′，r测＝r′＝r真＋RA＞r真，

由电动势等于外电路断路时的路端电压可知，把电路从A、B处断开，E测＝UAB＝E真，所以两图线交于纵轴上的同一点，即电池的电动势处．E测=E真R测=RA+rAU测I测RA+r理想电流表内阻为零思考：三种测量的方法的误差是否相同？甲图丙图E测=E真

r测>r真注意：1、任一种电路都存在系统误差

2、电源内阻较小，不能采用甲图测量电路，尽管电动势的测量值准确，但内阻的测量误差很大。因此要选用乙图测量电路。

3、因电压表、电流表的读数以及作U-I图线时描点不准确造成的误差是偶然误差．乙（3）某研究性学习小组利用右图所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如下图所示的小试牛刀：R～1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝

V，r＝

Ω。ARErS103.01.02.0–202468R/Ω解：E=I(R+r）

R=E/I-r在R～1/I图线中，斜率等于电动势的数值，

E=(10+0.9)/3.8=2.9V截距的绝对值等于内阻的数值,

r=0.9Ω2.90.9变式．今有一个阻值为10Ω的定值电阻，一个电压表，开关和导线若干，电压表表盘上有刻度但无刻度值。请设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电动势，电源内阻约为几欧）。要求：①画出实验电路图

②简要写出完成接线后的实验步骤

③写出需测量的量，计算电源内阻的表达式

（1）电路如图所示：

（2）主要步骤：断开K2、闭合K1，记下电压表偏转格数N1

闭合K1

、K2

，记下电压表偏转格数N2

（3）电源内阻：Ω

变式．有两只伏特表V1和V2，量程已知，内阻不知，另有一干电池，它的内阻不能忽略，但大小未知。只有这两只伏特表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干电池的电动势（已知电动势不超过伏特表的量程）要求：①画出测量时所用的电路图

②以