物理人教版高中必修三（2019年新编）12-3实验：电池电动势和内阻的测量（课件）

第3节实验：电池电动势和内阻的测量第十二章电能能量守恒定律课标定位1、知道测量电源电动势和内阻的实验原理；2、学会公式法和图像法处理实验数据；3、了解实验中的误差来源，了解用不同方法测量得出结果E和r的误差分析。素养阐释1、物理观念：电动势、内阻2、科学思维：通过实验的操作，以及图像处理实验数据的过程，体验如何选择电表的内接和外接，减少系统误差的操作方法。引入这是常用的电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？一、实验思路AVSR原理：E=U+Ir1、伏安法：电压表、电流表、滑动变阻器E=U2+I2rE=U1+I1r思考：如果没有电压表或者电流表呢？2.安阻法：电流表、电阻箱

E=I1(R1+r)

E=I2(R2+r)ARS原理:E=I(R+r)3.伏阻法：电压表、电阻箱VRS原理:E=U+URr

E=U1

+U1R1r

E=U2

+U2R2r二、物理量的测量实验中需要测量路端电压U和电流I两个物理量。然而，是否只需测量两组U、Ⅰ数据，联立方程解得E和r就行呢?只测量两组数据，通过联立方程解得E和r，看起来比较简单，误差却可能较大。只有多次测量，并对数据进行处理，才能减小误差。所以，应该使用滑动变阻器改变外电路的电阻，进行多次测量。电流表：0～0.6A电压表：0～3V滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10～20Ω被测干电池：内阻较大开关和导线实验器材选择【课堂检测1】（多选）测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的（）A.一只电流表和一个滑动变阻器B.一只电流表和一只电压表C.一只电流表和一个电阻箱D.一只电压表和一个电阻箱ACD1.确定电流表和电压表的量程，按图示电路把器材连好。三、实验步骤AVSR2.把滑动变阻器的滑片移到一端，使接入电路部分的电阻最大；3.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数；4.用同样的方法，测量几组电压、电流的数值并记录下来；5.断开开关，整理好器材；6.根据测量的数据求解。注意事项1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的干电池)。2.电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势

E、内阻r会明显变化，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A，因此，实验中不要将R调得过小，读电表示数要快，每次读完应立即断电。3.测出不少于6组I、U

数据，且变化范围要大些。四、数据分析方法一:公式法改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值.EI短（1）在坐标纸上以Ｉ为横坐标，Ｕ为纵坐标，用测出的几组Ｕ、Ｉ值画出Ｕ－Ｉ图像。（2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势E的值，图线的斜率的绝对值即为内阻。方法二:图像法使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去。(3)画U-I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恰当的值开始(但横坐标必须从0开始),这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r。【课堂检测2】用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是()A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化明显B．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载C．根据实验记录的数据作U-I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧D.出于安全的考虑，在选择电表时，量程越大越好D五、误差分析测出的虚线框内的等效电源的电动势和内阻滑动变阻器+电流表为外电路电压表应看成内电路的一部分。r测量值偏小。E测<E真如果断开外电路IA=0，通过电源的电流I≠0U测=U外<E

AVKE,r测得的电动势无偏差，内阻偏大测出的虚线框内的等效电源的电动势和内阻滑动变阻器+电压表为外电路电流表看作内电路的一部分如果断开外电路，则IA=0，通过电源的电流I=0r测量结果偏大U测=E

，所以E测=E真I真IVAVKE,rI测UI测量值××真实值AVKE,rU外U测UAUI测量值×××真实值内接误差：电压表分流口诀：分流小人（r）小义（E）外接误差：电流表的分压口诀：分压高人(r)一（E）等总结：

【课堂反馈3】用伏安法测电池1和电池2的电动势E1、E2以及内阻r1和r2．由测得的数据在U—I图上分别它们的图线直线1和直线2，如图所示，由图可以判断：（）A．E1

<E2、r1<r2B．E1

<E2、r1>r2C．E1

>E2、r1>r2D．E1

>E2、r1<r2A课堂小结一、实验思路二、物理量的测量三、实验步骤四、数据分析五、误差分析【课堂检测1】在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内阻时，除备有被测电池、电键和足够的导线外，还备有下列仪器可供选择：A．电流表(0～0.6A)B．电流表(0～3A)C．电压表(0～3V)D．电压表(0～15V)E．滑动变阻器(20Ω，2A)F．滑动变阻器(1700Ω，0.3A)（1）应该选用的仪器是__________(填器材前面的选项字母)．A、C、EAVKE,r（2）一个学生用以上仪器测得数据，根据这些数据，画出了如图所示的U－I图象，从图中可得出电源电动势为______V，内阻为_______Ω。2.902.55

【课堂检测2】

用如图所示的电路测定电池的电动势和内阻，由于电表内阻的影响，关于电动势的真实值E0与测量值E及电池内阻的真实值r0与内阻的测量值r的说法正确的是（）A．E0＞E，r0＞r

B．E0＝E，r0＜rC．E0＝E，r0＞r

D．E0＜E，r0＜rB【课堂检测3】如图甲所示