电池电动势和内阻的测量（课件）高二物理（人教版2019）

第十二章：第3节电池电动势和内阻的测量高中物理必修第三册制作：陈庆威目录CONTENT高中物理必修第三册伏安法安阻法伏阻法安安法和伏伏法课堂引入00.高中物理选择性必修第一册

电动势和内阻是电源的两个重要参量，若电池的电动势和内阻未知，我们该如何测量？有哪些测量方法呢？伏安法第一部分高中物理必修第三册测量原理01.1.

Ｕ：路端电压;Ｉ：通过电源的电流;E：待测电动势；r:待测内阻；2.只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r闭合电路的欧姆定律：E=U1+I1rE=U2+I2r高中物理必修第三册电路设计02.AVSE,r···电流表外接法AVSE,r···电流表内接法高中物理必修第三册实验器材03.电流表电压表滑动变阻器开关、导线及坐标纸、铅笔(选择量程接近电源电动势)选用阻值较小的,最大阻值10

~20Ω被测电池（干电池）高中物理必修第三册实物图连接04.AVSR电流表外接法高中物理必修第三册实验步骤05.2.把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端；3.闭合开关，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；4.断开开关，整理好器材；1.确定电流表、电压表的量程，按原理图连接电路；高中物理必修第三册数据处理方法一：公式法06.E=U2+I2rE=U1+I1rAVSR电流表外接法高中物理必修第三册I短EU轴截距等于电动势E在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U、I值画出U-I图象。r是直线的斜率的绝对值短路电流纵坐标可以不从0开始EIr=短数据处理方法二：图像法07.高中物理必修第三册注意事项08.1.电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处;2.使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速;3.要测出不少于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些;4.画Ｕ—Ｉ图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去;高中物理必修第三册5.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)但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;6.画U--I图线时，坐标轴的单位选择要恰当，使作出的图线基本充满整个区域为宜，不能使图线位于某一角上；7.使用U--I图线计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻r。注意事项09.高中物理必修第三册实验视频10.高中物理必修第三册误差分析1——图像修正法①12.（1）电压表内阻越大，电压表分流越小，系统误差越小。（2）电压表内阻已知，可求流过电压表的电流，可消除系统误差。1.误差来源：电压表分流。路端电压越大，电压表分流越多。U-I图像修正如图所示。UIO测量值真实值电流表外接法AVSE,r2.

E测<E真

r测<r真适用情况①内阻r很小(干电池)②滑动变阻器R阻值要小（3）说明：高中物理必修第三册误差分析1——图像修正法②13.1.误差来源：电流表表分压。通过电源的电流越大，电流表分压越多。U-I图像修正如图。2.AVSE,r电流表内接法

E测=E真

r测>r真UIO测量值真实值适用情况①内阻r很大(水果电池)②滑动变阻器R阻值要大（1）电流表内阻越小，电流表分压越小，系统误差越小（2）电流表内阻已知，可求电流表两端电压，可消除系统误差。（3）说明：高中物理必修第三册不考虑电表影响考虑电表影响r

测

=r+RA>r

E测=E解得解得AVSE,r···误差分析1——图像修正法②14.高中物理必修第三册误差分析2——计算法15.不考虑电表影响考虑电表影响r

测

=r+RA>r

E测=E解得解得AVSE,r···高中物理必修第三册误差分析3——等效电源法①16.r

测

<rE测

<E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：电流表外接法AVSE,r···高中物理必修第三册

把电流表和电源等效为一新电源，如图虚线框所示，这个等效电源的内阻r测为r和RA的串联总电阻，也就是测量值，即

E测

=E等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压，也就是测量值，即AVSE,r···电流表内接法误差分析3——等效电源法②17.伏阻法第二部分高中物理必修第三册实验原理01.

采用一个电阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干,测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：VE

rSR高中物理必修第三册数据处理02.方法二:图象法误差来源：电压表的分流。电压表内阻已知，可消除系统误差。E测＜E真

r测＜r真方法一:公式法安阻法第二部分高中物理必修第三册实验原理01.

采用一个电阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干,测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：E=I（R+r)ASE,rR高中物理必修第三册数据处理02.误差来源：电流表的分压。电流表内阻已知，可消除系统误差。E测=E真

r测>r真方法一:公式法方法二:图象法

E测=I1(R1+r)E测=I2(R2+r)高中物理必修第三册误差分析03.E测=I1（R1+r测）①E测=I2（R2+r测）②E真=I1（R1+RA+r真）

③

E真=I2（R2+RA+r真）④1.不考虑电流表内阻时，得出的是E，r的测量值2.考虑电流表内阻时，得出的是E，r的真实值结论：E测=

E真r测>r真ASE,rR安安法伏伏法第四部分高中物理必修第三册安安法——实验原理01.

采用一个定值电阻、两块电流表、一个电键和导线若干,测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：E=U+IrA2SE,rRA1A2SE,rRA1高中物理必修第三册伏伏法——实验原理02.采用一个定值电阻、两块电压表、一个电键和导线若干,测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：E=U+IrSE,rRV2V1SE,rRV2V1总结提升第五部分课堂小结高中物理必修第三册测量电动势和内阻伏安法安安法伏伏法伏阻法安阻法E=I（R+r)例题1例题精选01.【参考答案】(1)0.16(2)2.98±0.062.26±0.46高中物理必修第三册一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约3V）和内阻r（约2Ω）。图（a）中电流表量程为0.6A，内阻RA=1.5Ω；定值电阻R0=1Ω；电阻箱R最大阻值为999.9Ω，S为开关。按电路图连接电路。完成下列问题：(1)当电阻箱阻值为15.0Ω时，电流表示数如图（b）所示，此时通过电阻箱的电流为

A；(2)通过图线可得E=

V；r=

Ω。（结果保留三位有效数字）解析例题解析02.高中物理必修第三册

例题2例题精选03.高中物理必修第三册

例题2例题精选04.高中物理必修第三册

例题2例题精选05.高中物理必修第三册

解析例题解析06.高中物理必修第三册

解析例题解析07.高中物理必修第三册

例题3例题精选08.高中物理必修第三册如图甲所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验电路图，已知电池组的电动势约3V，内阻约2Ω。现提供的器材如下：A．电池组B．电压表V1（量程0～