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

12.3电池电动势和内阻的测量

一、实验目的电池电动势和内阻的测量

二、实验原理闭合电路的欧姆定律

如图所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。E=U+Ir三、实验器材

干电池，电压表，电流表，滑动变阻器，电键，导线、坐标纸、铅笔.

四、实验步骤

1．选择好电流表、电压表量程，

0-0.6A按图连接好电路。

0-3V

2．把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大。

3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I1，U1)，用同样的方法测量几组I、U值。

4．断开电键时，整理器材。

5．处理数据，用公式法和图象法求出电动势和内阻的值。五、数据处理1.公式法多测量几组I、U的值，算出E、r取平均值.

五、数据处理2.图像法

图线跟纵轴交点即为电动势的值E；图线跟横轴交点即为短路电流I短=；图象的斜率的绝对值即为内阻r的值r

=︳

︳。U=E-Ir

六、注意事项：

1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)。

2．电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，因此，实验中不要将I调得过大。读数要快，每次读完立即断电。

3．测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别求出E、r值再求平均值。

4．画U－I图象时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，以减小偶然误差。六、注意事项5．干电池内阻较小时，U的变化较小，此时坐标图中数据点将集中在上部，呈现下部分大面积空间得不到利用.一般可使纵坐标不从零开始，如图所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小，图象与纵轴的交点仍表示电动势的值，但图象与横轴交点不表示短路电流，可用r＝|ΔU/ΔI|计算出电池的内阻r。AV甲未考虑电表影响考虑电表影响r测

<r真

E测

<E真解得比较得解得E、r为真实值七、系统误差原因分析----计算法未考虑电表影响考虑电表影响r测

=r真+RA>r真

E测=E真解得比较得解得E、r为真实值AV乙七、系统误差原因分析----计算法AV甲r测

<r真

E测

<E真七、系统误差原因分析----图像法（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2.3.适用情况内阻r很小(干电池)r测

=r真+RA>r真

E测=E真AV乙七、系统误差原因分析----图像法UIO测量值真实值（1）电流表内阻越大，电流表分压越大，系统误差越大。（2）电流表内阻已知，可求电流表的电压，可消除系统误差。1.误差来源：电流表分压。电流表示数越大，电流表分压越多。U-I图像修正如图所示。2.3.适用情况内阻r很大(水果电池)AV甲七、系统误差原因分析----等效电源法r测

<r真

E测

<E真AV乙七、系统误差原因分析----等效电源法E测

=EAV甲七、系统误差原因分析----等效电源法r测

<r真

E测

<E真AV乙结论：AV甲小外小小大内等大1.电阻箱和电流表测定法--安阻法AAR1R2电阻箱误差分析与右图相同：即E测＝E真，r测>r真

AV乙E=IR+IrVR2VR12.电阻箱和电压表测定法--伏阻法AV甲误差分析与右图相同：即E测

<E真，