12.3 实验：测量电源的电动势和内阻 课件 2022-2023学年高二上学期物理人教版2019必修第三册

测量电源的电动势和内阻2、电源电动势与内、外电压关系1、闭合电路欧姆定律EI短图象在横轴上的截距为短路电流I短（U=0）图象斜率的绝对值为电源内阻（I=0）I/AU/V0图象在纵轴上的截距为电源的电动势E由U=E-Ir可知

一、测量电源电动势和内阻实验原理1、利用闭合电路欧姆定律：E=U+Ir2、具体方法：改变外电路的电阻R,①测出两组路端电压U、和干路电流I②测出多组U、I，作电源的伏安特性曲线测电源电动势和内阻的方法电路设计图AVS甲RAVS乙R（外接法）

（内接法）伏安法伏安法

通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势E和内阻r。测电源电动势和内阻的方法1、伏阻法（U-R法）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。原理：E=U+URr测测VSE,rRE测＜E真

r测＜r真采用一个电阻箱、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。

E测=I1(R1+r)

E测=I2(R2+r)原理：E=I（R+r)3、安阻法（I-R法）ASE,rRE测=E真

r测＞r真1、电路选择及误差分析AVS甲RAVS乙R一般采用甲图电路误差较小甲图：误差来源于电压表的分流作用，电流测量偏小乙图：误差来源于电流表的分压作用，电压表测量偏小但电压表内阻很大，分流很小，影响不大但电流表内阻小，和电源内阻相当，分压与内电压相当，影响大。（2）把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大；（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；（5）数据处理：用原理中的方法计算或从U－I图象中找出E和r；（1）确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好；实验步骤AVSR回顾：在伏安法测电阻的实验中，不论外接还是内接，电表内阻对测量都有影响.思一思：在伏安法测电动势和内阻的实验中，电表内阻对测量有无影响呢？如果有，又是怎样影响的？AV甲E、r电流表外接法电流表外接法：适合测内阻较小的电源r

测

<rE测

<E可以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：电流表内接法AV乙E、r电流表内接法：适合内阻较大的电源r测>r

E测

=E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

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

由以上分析还可以知道，要减小误差，电流表的内阻需很小，使得这个要求在实验室测定干电池的内阻时是很难满足的。系统误差分析

——等效变换1、电流表外接法时，相当于电压表和电源并联，当外电路断开时，电源和电压表构成回路，故，E测

=U＜；r测=＜；因为RV>>，故误差非常小，因此采用外接法。2、电流表内接法时，把电流表的内阻等效进电源内阻里，测出的电动势是真实的，但r测=r真+RA，r测的误差非常大，故不采用外接法，但如电流表的内阻是已知的，则可采用内接法。真

例3.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；vA解：

E=U+Ir，I=(IA+U/RV)，由于电压表的分流作用，对于每个电压值U1

，测得的电流IA小于总电流I1，U越大，IA跟I1相差越大，画出的图线应为实线所示：UIU1IAI1所以内电阻的测量值小于真实值。CABC1.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的实验目的的是（）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2.如图是测量电源电动势和内电阻的电路，下列关于系统误差说法，正确的是()

A.由于电流表的分压作用，使E测<E真

B.由于电压表的分流作用，使E测<E真

C.由于电流表的分压作用，使r测＞r真

D.由于电压表的分流作用，使r测<r真

CAV3.下图为测电源电动势和内阻电路，备有器材：一节待测干电池，电压表(0-3V)，电流表(0-0.6A，rA=1Ω)，滑动变阻器有R1(10Ω/2A)和R2(100Ω/0.1A)。(1)实验中滑动变阻器应选用

；(2)为使测量结果准确应按

电路进行实验；(3)在实验得到如图的U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E=