新教材人教版高中物理必修第三册 12.3实验：电池电动势和内阻的测量 教学课件

1、第十二章 电能 能量守恒定律12.3 实验：电场电动势和内阻的测量1.掌握伏安法测量电池电动势和内阻的原理，会选用实验器材正确连接电路并进行实验数据处理.2.理解“伏阻法”“安阻法”测量电池电动势和内阻的原理，掌握其数据处理方法学习目标 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？新课导入1.基本原理（1） ：路端电压; ：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：方案一:伏安法E = U1 + I1rE = U2 + I2r新课讲解2.电路设计方案一:伏安法AV

2、SE, r电流表外接法AVSE, r电流表内接法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 20 被测电池（干电池）3.实验器材方案一:伏安法4.连接实物图方案一:伏安法AVSR电流表外接法（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；5.实验步骤方案一:伏安法6.数据处理方法一：公式法E=U2+I2rE=U1+I1r方案一:伏安法AVSR电流表外

3、接法EI短方法二:图象法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6.数据处理方案一:伏安法（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、数据，且变化范围要大一些;（4）画图线时，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

4、太远的点可舍去;7.注意事项 方案一:伏安法（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。7.注意事项 方案一:伏安法方法一：U-I图像修正法电压表内阻越大，电压表分流越小，系统误差越小。电压表内阻已知，可求流过电压表的电流，可消除系统

5、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, r（2）方案一:系统误差分析 E测E真 r测r真UIO测量值真实值适用情况内阻 r很大(水果电池)滑动变阻器R阻值要大电流表内阻越小，电流表分压越小，系统误差越小电流表内阻已知，可求电流表两端电压，可消除系统误差。（3）说明：方案一:系统误差分析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方法二：计算法（以内接法为例）方案一:系统误差分析方法三：等效电源法r 测 rE测 r真方法一:公式法数据处理方法二:图象法方案三:安阻法 E测

6、=I1(R1+r) E测=I2 (R2+r)E测=I1（R1+ r测） E测=I2（R2+ r测） E真=I1（R1+ RA+ r真） E真=I2（R2+ RA+ r真） 1.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真方案三:安阻法系统误差分析ASE,rR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方案四:安安法采用一个定值电阻、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,

7、rRV2V1SE,rRV2V1方案五:伏伏法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)课堂小结1.(多选)在测定电池的电动势和内阻的实验中，用待测电池、开关和导线 ，配合下列仪器可以达到实验目的的是（ ）A. 一只电流表和一个电阻箱B. 一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C. 一只电压表和一个电阻箱D. 一只电流表和一个滑动变阻器【正确答案】ABC当堂小练2.如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，正确的是 ( )A .由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值B. 由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值C. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量

8、值小于真实值D. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值 【正确答案】C3.在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内阻时，除备有被测电池、电键和足够的导线外，还备有下列仪器可供选择： A电流表 (00.6 A) B电流表 (03 A) C电压表 (03 V) D电压表 (015 V) E滑动变阻器 (20 ，2 A) F滑动变阻器 (1700 ，0.3 A) 应该选用的仪器是_(填器材前面的选项字母)。【正确答案】ACEAVKE, r一节电池电动势1.5V能较大范围的调节电流电源不能大电流放电4.用图所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为 1.5 V，内阻约 1

9、 ，电压表 ( 0 3 V , 3 k ) , 电流表 (0 0.6 A , 1.0 ) , 滑动变阻器有 R1 (10 ，2 A ) 和 R2 ( 100 ， 0.1 A ) 各一只。(1) 实验中滑动变阻器应选用 。(2) 请用笔画线代替导线连接实验电路。(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的 U I 图线 , 由图线可较准确求出该电源电动势 E = V ; 内阻 r = 。1.50 0.1 0.2 0.3 0.40.91.11.31.21.00.81.4I/AU/VR11.500.85AV5.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

10、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1.0C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【正确答案】B6.(多选)同学们通过查阅资料知道，将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V多一点。小明同学找来了一个土豆做实验，如图所示，当用量程为0-3V、内阻约50k的伏特表测其两极电压时读数为0.96V，用欧姆表直接测土豆电池的两极，测得内阻r的读数为30。小丽同学用灵敏电流表直接接土豆电池的两极，测得电流为0.32mA。根据前面小明用伏特表测得的0.96V电压，由全电路欧姆定律得内阻为3k。小明认为土豆的内阻为30，小丽则认为其内阻为3k。以下关于两位同学实验过程的分析，正确的是_。A