12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 课件 -2022-2023学年物理高二上学期人教版2019必修第三册

第十二章电能能量守恒定律3实验：电池电动势和内阻的测量电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是什么呢？如果我们想比较下它们的电动势和内阻的关系应该如何设计实验呢？本节课我们就一起来探讨下电池的电动势和内阻的测量方法。一、原理与方法：情景一：给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻器、一个电流表、一个电压表、一个开关和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻?1、伏安法：电压表、电流表、滑动变阻器原理：E=U+IrE=U1+I1rE=U2+I2r一、原理与方法：情景二：给你一节使用过的干电池、一个电阻箱、一个电流表、一个开关和导线若干,如何测量这节电池的电动势和内阻?E=I(R+r)

E=I1(R1+r)

E=I2(R2+r)

一、原理与方法：情景三：给你一节使用过的干电池、一个电阻箱、一个电压表、一个开关和导线若干，如何测量这节电池的电动势和内阻?

二、实验器材及步骤（伏安法）：电流表：0～0.6A电压表：0～3V滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10～20Ω被测干电池：内阻较大开关和导线实验器材选择二、实验器材及步骤（伏安法）：实验步骤：(1)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，使其接入电路中的阻值_____.(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.最大三、数据处理：实验序号123456I/AI1I2I3I4I5I6U/VU1U2U3U4U5U6(1)公式法

分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值作为测量结果.三、数据处理：(2)图象法①根据多次测出的U、I值，作U－I图象；②将图线两侧延长，纵轴截距的数值就是电池_________；电动势E③横轴截距(路端电压U＝0)的数值就是___________；短路电流I短④图线斜率的绝对值等于电池的_______，即r＝_____＝

，如图所示.内阻r四、注意事项：(1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻_____的旧干电池和内阻较大的电压表.较大(2)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化.(3)当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始.五、误差分析：(1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图象时描点不准确.(2)系统误差：E=U+Ir产生系统误差的原因：电流表示数并不是准确通过电源的电流。修正

电流表外接法：适合测内阻较小的电源五、误差分析：(2)系统误差：E=U+Ir产生系统误差的原因：电压表示数并不是准确的路端电压。修正E=（

U+IRg)+Ir电流表外接法：适合测内阻较大的电源E测=E真r测=r真+RA典例分析例1

利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差.(1)应该选择的实验电路是图中的_____(填“甲”或“乙”).甲(2)现有开关和导线若干，以及以下器材：A.电流表(0～0.6A) B.电流表(0～3A)C.电压表(0～15V) D.电压表(0～3V)E.滑动变阻器(0～10Ω) F.滑动变阻器(0～500Ω)实验中电流表应选用____；电压表应选用____；滑动变阻器应选用____.(选填相应器材前的字母)ADE典例分析

例2

在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电流表和电压表的内阻分别为0.1Ω和1kΩ，如图为实验原理图及所需器材图.(1)在图中用笔画线代替导线将器件按原理图连接成实验电路.(2)一位同学记录的6组数据见上表：

试根据这些数据在图中画出U－I图象，根据图象读出电池的电动势E＝_____V，求出电池内阻r＝_____Ω.1.46(1.45～1.47均可)0.71(0.69～0.73均可)典例分析例3

小聪和小明收集了手机的锂电池(电动势E的标称值为3.4V)，并设计了如图甲所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r.(1)小聪的实验操作是：闭合开关S.调整电阻箱R0的阻值为R1时，读出电压表的示数为U1；调整电阻箱的阻值为R2时，读出电压表的示数为U2.根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势，其表达式为E＝___________；(2)小明认为用线性图象处理数据更便于分析.他在实验中多次改变电阻箱的阻值，获取了多组数据，画出的

图象为一条直线(如图乙).由图乙可知该电池的电动势E为____V、内阻r为_____Ω.(结果均保留两位有效数字)3.30.25典例分析例4一同学测定某干电池的电动势和内阻.(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________；_______________.开关未断开电阻箱阻值为零(2)实验测得的电阻箱阻值R和理想电流表示数I，以及计算的

数据见下表：根据表中数