实验：电池电动势和内阻的测量高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

人教版物理必修三第十二章

电能

能量守恒定律第三节

实验：电池电动势和内阻的测量（2）二、用电阻箱、电压表（伏阻法）测定电源的电动势和内阻1.电路图如图VE

rSR2．原理：改变电阻箱阻值，记录R与U值，应用E＝U1＋(U1/R1)r和E＝U2＋(U2/R2)r求解E、r.采用一个电阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干,测量一节干电池的电动势和内阻。VR2R1数据处理（1）公式法（2）图象法考虑电压表电阻时E真、r真r测

<r真E测

<E真比较可得：3．误差分析:E测＜E真

r测＜r真误差来源：电压表的分流。Rv越大误差越小，电压表内阻已知，可消除系统误差。为了减小误差，可多测几组数据，求平均值，但应注意电阻箱的值不能调得太大，以至于电压表的分流作用不能忽略．系统误差与电流表外接法相同，U/R相当于流过变阻器的电流r测

<r真E测

<E真把电源和电压表看成一个整体，这样测得的就是这个整体的路端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。这个整体的电动势相当于开路时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和电压表并联的阻值。即：VSE,r···等效电源法三、用电阻箱、安培表（安阻法）测定电源的电动势和内阻1.实验原理：如图所示，采用一个电阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干,测量一节干电池的电动势和内阻。原理：E=I（R+r)3．误差分析：r测>r真，E测＝E真．为了减小误差，可多测几组数据，求平均值，但应注意电阻箱的值不能调得太小，以至于电流表的分压作用不能忽略．改变电阻箱阻值，记录R与I值，应用E＝I1(R1＋r)和E＝I2(R2＋r)求解E、r.2.数据处理（1）公式法（2）图象法E测=I1(R1+r)E测=I2(R2+r)由E=I(R+r)得E测=E真

r测>r真斜率k=E；纵轴截距代表内电阻r斜率k=1/E；纵轴截距代表r/E误差来源：电流表的分压。电流表内阻已知，可消除系统误差。误差分析1.不考虑电流表内阻时，E测，r测的测量值ASE,rRE测=I1（R1+r测）E测=I2（R2+r测）2.考虑电流表内阻时，E，r的真实值比较得：E测=

E真

r测>r真E真=I1（R1+RA+r真）E真=I2（R2+RA+r真）r测

=RA+r真>r真E测

=E真把电源和电流表看成一个整体，这样测得的就是这个整体的路端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。这个整体的电动势相当于开路时的电压，整体的电阻相当于电源和电流表串联的阻值。即：等效电源法ASE,rR采用一个定值电阻、一个电阻箱、两块电流表、一个电键和导线若干,测量一节干电池的电动势和内阻。原理：E=U+IrA2SE,rRA1A2SE,rRA1实验原理四、用电阻箱、安培表（安安法）测定电源的电动势和内阻相当于电压表相当于电压表相当于内接法相当于外接法GSE,rRARg这种方法无系统误差由闭合电路欧姆定律可得采用一个定值电阻、一个电阻箱、两块电压表、一个电键和导线若干,测量一节干电池的电动势和内阻。原理：E=U+IrSE,rRV2V1SE,rRV2V1实验原理五、用电阻箱、伏特表（伏伏法）测定电源的电动势和内阻相当于电流表相当于内接法相当于外接法相当于电流表采用两块电压表、一个单刀双掷开关和导线若干,测量一节干电池的电动势和内阻。实验原理V1V2S12S接1时V1的读数为U0，S接2时V1、V2的读数分别为U1、U2,由闭合电路欧姆定律可得：（已知V1的内阻Rv1)这种方法无系统误差1．在测量电源电动势和内阻的实验中，为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，还需要用到一些其它的实验器材，下面给出的四组实验器材中，能完成实验目的有哪几组（）A．一个电流表和一个电阻箱B．一个电压表和一个电阻箱C．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器D．一个电流表和一个滑动变阻器ABC课堂练习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＜rB3．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图线，以下实验结论正确的是（）A．电池电动势和内电阻的测量值均偏大B．电池内阻的测量值为3.50ΩC．外电路发生短路时的电流为0.40AD．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数I′=0.20AD4．某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如上题图乙所示的U—I图象，由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，关于该同学实验测量值误差的分析正确的是()A．由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值大于真实值B．由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值小于真实值C．由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值大于真实值D．由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值小于真实值B5．某研究性学习小组利用下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R-1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可得到（）A．电源电动势约为1.5VB．内阻约为1.0ΩC．用该电路测电动势，测量值比真实值小D．用该电路测内阻，测量值比真实值小B6.某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内阻，使用的器材还有开关一个、导线若干，实验原理如图甲所示．(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成其余电路的连接．(2)调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是______Ω.(3)接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，同时读出对应的电流表的示数I，并作记录，画出R­1/I关系图线，如图丁所示．则图线斜率的物理意义是___________；若电流表内阻RA＝0.1Ω，由图线求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝_______Ω.2.3电源电动势1.40.6解析：根据电路图甲连接实物图乙可以从电源的“＋”接线柱开始连接到电阻箱的左侧接线柱，其右侧接线柱连接到电流表的“＋”接线柱，再把“－”接线柱连接到开关的右侧接线柱；电阻箱的读数是用“黑三角”所对的数字乘下面的倍数，然后把他们相加即可，为2.3Ω；由闭合电路欧姆定律E＝I(r＋R＋RA)得R＝E/I－(r＋RA)，结合图丁知图线斜率表示电源电动势，大小为1.4V，图线与纵轴的交点为r＋RA＝0.7，因RA＝0.1Ω，即可得到电源内阻r＝0.6Ω.7.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图甲．(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．(2)请完成下列主要实验步骤：A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是________；B．将开关S1闭合、S2断开，电压表的示数是1.49V；

C．将开关S2________，电压表的示数是1.16V；断开开关S1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)．(4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”)．

20Ω闭合0.69Ω小解析:(1)如图所示．(2)由题图丙读得电阻箱阻值为R＝20Ω；将S1闭合、S2断开，电压表示数为电源电动势E＝1.49V，将S2再闭合，