【物理】实验：电池电动势和内阻的测量(设计、数据处理、注意事项) 2023-2024学年高二上人教版（2019）必修第三册

§12.31实验：电池电动势和内阻的测量(设计、数据处理、注意事项)第十二章

电能能量守恒定律1．了测量一精密金属丝的电阻率，某实验小组先用多用表粗测其电阻约为6Ω，然后进行较准确测量，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）C．电流表A1（量程3A，内阻约为0.2Ω）D．电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）E．滑动变阻器R1（0～5Ω，0.6A）F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，0.5A）G．输出电压为3V的直流稳压电源EH．电阻箱L．开关S，导线若干为了测量范围尽可能大一些，则上述器材中应选用的实验器材有（填器材前序号）

，请在虚线框内设计最合理的电路图并将图中的实物连线

，但用该电路电阻的测量值

真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式

知识回顾：测量电路和控制电路二、控制电路的选择：限流式和分压式一、测量电路的选择：内接法和外接法U=E─Ir1.关系：2.图像：(2).横截距:短路电流(3).斜率的绝对值:内阻(1).纵截距:电动势E

I=0

,U=E

知识回顾:路端电压与干路电流的关系一、实验目的二、实验方案设计三、实验器材四、实验步骤五、数据处理六、误差分析七、注意事项课堂探究一:电动势和内阻都是电源的重要参数。根据闭合电路欧姆定律，有多种方法可以测定电池的电动势和内阻。请你思考并提出一两种实验设计方案。思考：如果只有一个电流表没有电压表，你能设计出测量电源电动势和内阻的电路吗？还需要什么器材？如果只有一个电压表呢？1．理解测量电池的电动势和内阻的基本原理，

体验测量电池的电动势和内阻的实验过程．2．会用解析法和图像法求解电池的电动势和内阻．3．掌握利用仪器测量电源电动势和内阻的方法，

并能设计简单的电路和选择仪器．一、实验目的1．伏安法：E＝U＋Ir

,

测

U、I

数据,得出E、r

2．安阻法：E＝IR＋Ir,

测

I、R

数据,得出E、r待测电池、电流表、电阻箱、开关、导线若干、坐标纸待测电池、电压表、电阻箱、开关、导线若干、坐标纸待测电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干、坐标纸二、实验方案设计三、实验器材四、实验步骤(以伏安法为例)1．电流表用0～0.6A量程，电压表用0～3V量程，按实验原理图连接好电路．2．把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路的阻值最大．3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)．

用同样的方法测量几组I、U值．4．断开开关，整理好器材．5．处理数据，求出电池的电动势和内阻．五、数据处理读数有没有问题？五、数据处理思考：有哪些数据处理的方法？方法一：公式法分别把两次U、I读数合一组计算E、r的值，多计算几组，然后取E、r的平均值。E=U2+I2rE=U1+I1r

五、数据处理I短方法二:图象法E

U=E-Ir

五、数据处理思考：测量数据集中在U-I图像的很小区域，这样不利于减小误差。如何调整坐标轴解决这个问题？调整后的直线与坐标轴的交点是否发生改变？由于干电池的内阻较小，当电流I变化时，电压U的变化可能较小。为了得到更加精确的测量结果，作图时，电压轴的起点坐标一般不从0开始，应根据实验数据选择合适的起点坐标。五、数据处理1．某同学按图的电路测量蓄电池的电动势和内阻。他调整滑动变阻器共测得5组电流和电压的数据，如表1。请作出蓄电池路端电压U随电流I变化的U-I图像____________，根据U-I图像得出蓄电池的电动势E=_________和内阻r=____________。表1蓄电池路端电压、电流的各组数据1.721.350.980.630.341.881.921.931.981.99

2.03V

0.09Ω教材第92页七、注意事项

一、实验原理测定电池的电动势和内阻三、注意事项二、数据处理伏安法