物理人教版（2023）必修第三册 12.3 实验：电池电动势和内阻的测量（共27张ppt）VIP

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问题与目标

1.会测量电源的电动势和内阻。（重点）

2.能够应用图像法计算电动势和内阻。（难点）

3.熟记伏安法，理解安阻法、伏阻法。（重点）

实验：电池电动势和内阻的测量

上一节课我们学习到，闭合电路分为内、外电路。外电路的各种物理量可以通过相应的电表来测量；内电路为电源内部，是有电动势及内阻的，那我们要怎么测量他们呢？

想一想

一、实验思路

1.伏安法测电动势E和内电阻r

如下图所示，通过测量电流和电压，应用，就能测定电动势E和内电阻r

2.采用安阻法测量电动势E和内电阻r

如下图所示，通过测量电流、读取滑动变阻器电阻，应用，将其中的路端电压用代替，变为就能测定电动势E和内电阻r。

3.采用伏阻法测量电动势E和内电阻r

如下图所示，通过测量电流、读取滑动变阻器电阻，应用，将其中的路端电压用代替，变为就能测定电动势E和内电阻r。

二、物理量的测量

以伏安法为例，在实验电路连接好后，调节滑动变阻器的阻值，得到多组电压、电流的数据。我们应用2组数据和就可以得到实验结果。但是这两组数据不能具有代表性，所以在测量数据时，我们可以多次测量数据，多次计算取平均值。

三、数据分析

1.伏安法测电动势E和内电阻r

②图像法：根据测得多组数据，把得到的电流、电压数值绘制直线图。

如上图，绘制完图像后，把得到的数据以点的形式绘入表中。然后再画一条直线，使尽可能多的点在直线上，或使所有点都在直线附近。向两坐标轴用虚线延长直线，这时，计算直线的纵截距和斜率。

根据可知，纵截距代表电动势E，斜率代表内电阻r，内阻大小：

2.采用安阻法测量电动势E和内电阻r

图像

3.采用伏阻法测量电动势E和内电阻r

图像

4.误差分析

（1）偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确。

（2）系统误差：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U-I坐标系中表示出来。

如图所示①为测量情况，②为真是情况，可见

1．如图所示，在用一只电压表和两个定值电阻测定电源电动势和内阻的实验中，由于未考虑电压表内阻，其测量值E、r与真实值E0与r0相比较，正确的是()

A．E＜E0r＜r0

B．E＝E0r＜r0

C．E＞E0r＞r0

D．E＞E0r＜r0

随堂练习

解析本题的实验中，电压表与电源并联，实验测得的是二者并联后的电动势和内阻．由于电压表内阻不可能是无限大，外电路断路时电压表两端电压略小于电动势，则E＜E0，并联后总电阻小于电池内阻，即r＜r0.

3．(多选)在用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻的实验中，若有两只电压表V1和V2量程相同，内阻RV1＞RV2；两只电流表A1、A2，量程相同，内阻RA1＞RA2，在该实验中，为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是()

A．V1和A2

B．V2和A2

C．V2和A1

D．V1和A1

解析本题实验中电压表与电池并联，测量的结果是二者并联后的电动势和内阻，为减少电压表的影响，应选内阻大的电压表．外电路中电流表与电阻串联，实验中不要求知道电阻的阻值，将电流表和电阻合二为一即可，电流表测的就是它们的真实电流，因此对电流表内阻要求不太严格．

4．用电流表、电压表测电源(两节干电池)的电动势E和内阻r，所给的器材有：

A．电压表V(0～3V～15V)

B．电流表A(0～0.6A～3A)

C．滑动变阻器R1(总电阻20Ω)

D．滑动变阻器R2(总电阻1000Ω)

E．开关S和导线若干

(1)实验中电压表量程应选择_________(填“0～3”或“0～15”)V，电流表量程应选择_________(填“0～0.6”或“0～3”)A，滑动变阻器应选择_________(填选项