实验：电池电动势和内阻的测量课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章

：第3节实验：测定电池的电动势和内阻01实验原理02实验思路04课后练习及总结提升05实验步骤03测量数据处理方法一、实验原理

闭合电路的欧姆定律

二、实验思路

主要仪器原理电路图电压表、电流表、变阻器E=U1+I1rE=U2+I2r电流表、变阻箱E=I1R+I1rE=I2R+I2r电压表、变阻箱三、测量数据处理方法

为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法。1、代数法

利用U、I值多求几组E、r，计算平均值。

2、图像法

以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据，在坐标系中描点，此时可大致看到，U－I图象是一条斜向下的直线。如图所示。

由E=U+Ir得，U=-rI+E，则U-I图像中：（1）纵轴的截距等于电源电动势E；（2）横轴的截距等于外电路短路时的短路电流I0（3）直线斜率的绝对值等于电源电动势的内阻r。

四、实验步骤1、器材准备

待测电源(如干电池、水果电池等)、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等。2、操作过程（1）确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好，如图所示；

（2）把变阻器的滑动片移到最左端使阻值最大；（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值。并填入下表：（4）断开电键，整理好器材；（5）以U为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，过这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻。实验序号123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U63、数据处理

（1）代数法

分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组：分别解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值E＝（E1＋E2＋E3）/3，r＝(r1＋r2＋r3)/3作为测量结果。

（2）图像法把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图象，使U－I图象的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝-rI+E可知：（1）纵轴截距等于电源的电动势E；（2）路端电压为0时，横轴截距等于外电路短路时的电流（3）直线斜率的绝对值等于电源的内阻

注意：有时候纵坐标不是从0开始计数。（4）若电源内阻r＝0(理想电源)，则U＝E。4、注意事项（1）为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池（一般选用旧电池）和内阻较大的电压表。（2）闭合开关前，一定把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。（3）在电流表有明显示数且稳定后，再快速读出电压表示数U和电流表示数I，且读数要快，读完后立即切断电源（防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化）。（4）一般来说电池的电动势和内阻都随着使用时间的增长而变化，实验时不要长时间通电，只是在读数时让电路接通，其他时间要断开电路。（5）实验中U取值不能太小，一般不得小于1V，测得的U、I值不少于6组。（6）若干电池的路端电压变化不很明显，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点求出，即：

经过IV修正后的图线为A′B，可看出AB的斜率绝对值和在纵轴上的截距都小于A′B，即实测的E和r都小于真实值。1、（多选）如图所示是某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是(

)A、电源的电动势为6.0VB、电源的短路电流为0.5AC、电流为0.2A时的外电阻是28.4ΩD、电源的内阻为12Ω当堂训练AC2、做“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验，可供选用的器材有：A．电流表(量程：0～0.6A

RA＝1Ω)B．电流表(量程：0～3A

RA＝0.6Ω)C．电压表(量程：0～3V

RV＝5kΩ)D．电压表(量程：0～15V

RV＝10kΩ)E．滑动变阻器(范围：0～10Ω额定电流：1.5A)F．滑动变阻器(范围：0～2kΩ额定电流：0.2A)G．待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干

(1)请画出能使本实验测量精确程度较高的实验电路图。(2)电路中电流表应选用