《实验：电池电动势和内阻的测量》课件

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目录CONTENTS1

学习目标2

新课导入3

新课讲解4

课堂小结5

当堂小练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）

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：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AVSE,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

─20Ω

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;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:伏安法实验视频方法一：U-I图像修正法①①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,r···（2）方案一:系统误差分析

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：方法一：U-I图像修正法②（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：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①r

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···方案一:系统误差分析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，即方法二：等效电源法②AVSE,r···电流表内接法方案一:系统误差分析

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。方案二:伏阻法原理：VE

rSR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。方案二:伏阻法E测＜E真

r测＜r真方法一:公式法数据处理

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。方案三:安阻法原理：E=I（R+r)ASE,rR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:公式法数据处理方法二:图象法方案三:安阻法

E测=I1(R1+r)

E测=I2(R2+r)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,rRA1A