2024-2025学年新教材高中物理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学案新人教版必修3

PAGE9-第3节试验：电池电动势和内阻的测量学习目标1.会测量电源的电动势和内阻。2.能够依据数据绘制数据图像。3.能够应用图像法计算电动势和内阻。重点难点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）自主探究一.试验思路1.电源有两个重要参数，分别是①和②2.利用电压表可以干脆测量电池电压，若电压表是志向电压表，内阻无穷大，把电压表接人电池两极后③电流从电压表通过，外电路是④状态，此时电压表的示数即为电池电动势的大小；试验室的电压表和电池的正负极相连后⑤微小电流流过电压表，电压表的示数只是电池电动势的近似值。3.为了更精确地测量电池的电动势和内阻，可以把电源接在电路中，和外电路形成一个闭合电路，依据闭合电路的欧姆定律建立联系，由E=U+Ir知，只要测出⑥的两组数据，就可以列出两个方程，从而解出⑦。4.设计电路图如下：试验器材依据电路图完成电路时，所须要器材有，干电池，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干。三．测量物理量1.为了降低试验误差，可运用⑧变更外电路的电阻，进行⑨测量。2.依据多次测出的U、I值，作U-I图像处理数据较为便利，如图所示，将图线两侧延长，纵轴截距的数值就是电池的⑩，横轴截距（路端电压U=0）的数值就是⑪。图线斜率的肯定值等于电池的⑫，即⑬。答案：①电动势②电源③无④断路⑤有⑥⑦⑧滑动变阻器⑨多次⑩电动势⑪短路电流⑫内阻⑬。探究思索1.试验思路在计算外电路电压时，要用到公式：。这个公式中的和分别是电源电动势和内阻。那么我们就可以通过测量路端电压和干路电流来计算电动势和内阻。2.试验步骤（1）依据电路图把实物图连接好，电流表选用0~0.6A量程，电压表选用0~3V量程。（2）将滑动变阻器滑至阻值最大端，起到爱护电路的作用。（3）闭合开关，通过调整活动变阻器阻值，变更电流表、电压表示数，进而得到多组数据（）、（）、（）......（4）断开开关，整理器材。（5）处理数据，用公式法和图像法分别求出电源电动势和内阻。3.数据分析（1）公式法：将测得的数据填入下表：试验序号123456将化简成，使成为自变量，成为因变量，将测得的数据两两一组带入，得到算出对应的，并求出他们的平均值。，（2）图像法：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，或使全部点都在直线旁边。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。依据可知，纵截距代表电动势E，斜率代表内电阻r。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图像时描点不精确。（2）系统误差：主要缘由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，将测量结果与真实状况在U-I坐标系中表示出来，如图所示①为测量状况，②为真是状况，可见，。5.其他两种测量电路（1）采纳安阻法测量电动势E和内电阻r将化简成，使成为自变量，成为因变量。这时我们发觉，假如还是依据伏安法那样去联立计算，计算量就会特别大。这时我们可以选择干脆用图像法去计算。数据经过处理后，用同样的方法绘制直线图，会得到类似下图的数据。这时，计算直线的纵截距和斜率。依据可知，纵截距代表内电阻r，斜率代表电动势E。（2）.采纳伏阻法测量电动势E和内电阻r将化简成，使成为自变量，成为因变量。数据经过处理后，用同样的方法绘制直线图，会得到类似下图的数据。这时，计算直线的纵截距和斜率。依据可知，纵截距代表，斜率代表。学问梳理随堂训练1.某电路如图所示，已知电池组的总内阻，外电路电阻，志向电压表的示数，则电池组的电动势E等于()A． B． C． D．2.如图所示，用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内阻的试验中，由于未考虑电流表的内阻，其测量值E和r与真实值和相比较正确的是()A. B. C. D.3.如图所示，两个不同闭合电路中两个不同电源的图象，则下列说法正确的是()

A.电动势，短路电流B.电动势，内阻C.电动势，内阻D.当两电源的工作电流变更量相同时，电源2的路端电压变更较大4.测一节干电池的电动势和内电阻的试验电路图如图甲所示，图中电压表的示数表示路端电压，电流表的示数表示电路的总电流，滑动变阻器用于变更外电路的电阻。请回答下列问题：（1）甲图所示的电路图的试验误差是_____________（填“电压表的分流”或“电流表的分压”）。（2）某同学对试验做了适当改进，如乙图所示，给电压表串联一个与电压表内阻相等的定值电阻。①丙图中的图线为路端电压随总电流的变更关系图线，其中一条是由甲图电路得出的，另一条是由乙图电路得出的，则由甲图电路得出的是__________（填“”或“”），测量误差较小的是___________（填“”或“”）。②干电池真实的图线应位于丙图中的位置_________（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）。5.如图甲所示的电路中，均为定值电阻，且＝100Ω，阻值未知，为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变更图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：(1)电源的电动势和内阻.(2)定值电阻的阻值．(3)滑动变阻器的最大阻值．

答案以及解析1.答案：B解析：由欧姆定律，得又由闭合电路欧姆定律，得故选B2.答案：C解析：当不考虑电流表内阻的影响时，由闭合电路欧姆定律得，解得，。当考虑影响时，由闭合电路欧姆定律，，解得。比较两组结果知，，选项C正确。3.答案：AD解析：由闭合电路的欧姆定律得.当时电动势E等于路端电压U，即图线和U轴的交点就是电动势，由图知，两电源的电动势相等．当时，图线和I轴的交点就是短路电流，由图可知.A正确．而，即图线的斜率表示电源的内阻，由图知，B、C错误．当工作电流变更量相同时，因为，电源2内电压变更较大，由闭合电路的欧姆定律得．所以电源2的路端电压变更较大．D正确4.答案：（1）电压表的分流；（2）①b；a；②Ⅲ解析：（1）甲图中电压表示数表示路端电压，电流表的示数表示总电流，可以看出电流表的示数小于总电流，差在电压表的支路电流上。（2）①给电压表串联一个电阻后，该支路的电阻增大，同样的路端电压状况下电流减小，所以电流表的示数更接近总电流，误差也就更小，所以甲电路得出图线，乙电路得出图线，b图线的误差更小。②同样电压的状况下，电路的总电流应大于电流表的示数，所以真实值在Ⅲ区域。5.答案：①.由闭合电路欧姆定律得:将图