第十二章 第3节 实验 电池电动势和内阻的测量-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【创新教程】五维课堂同步课件（人教版）

物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 第3节　实验：电池电动势和内阻的测量 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 学科素养 物理观念：了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法． 科学思维：学习用图像法处理实验数据． 科学探究：会对测量误差进行分析，了解测量中减小误差的方法. 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 [知识梳理] 一、实验原理和方法 　实验电路如图所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路的欧姆定律可列出两个方程： 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 10.psd 11.psd 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 二、实验器材 　待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干． 三、实验步骤 1．选定电流表、电压表的量程，按照电路图把器材连接好． 2．把滑动变阻器滑片移到电阻　最大　的一端(图中　左　端．) 13.psd 14.psd 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如下表). 实验序号 1 2 3 4 5 6 I/A U/V 4.多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中． 5．断开开关，整理好器材． 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 四、数据处理 1．公式法 把测量的几组数据分别代入E＝U＋Ir中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E、r的值，最后对E、r分别求　平均　值作为测量结果． 2．图像法 (1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点． (2)用直尺画一条直线，使　尽量多　的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线　两侧　. 17.psd 18.psd 19.psd 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 (3)如图所示： ①图线与纵轴交点为E. ②图线与横轴交点为I短＝ eq \f(　E,r　) . ③图线的斜率大小表示r＝　eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))　. 21.psd 22.psd 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 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U­I图像时描点不准确． 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 2．系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些．U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大．将测量结果与真实情况在U­I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测<E真，r测<r真． 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 六、注意事项 1．器材和量程的选择 (1)电池：为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池． (2)电压表的量程：实验用的是一节干电池，因此电压表量程在大于1.5 V的前提下，越小越好，实验室中一般采用量程为0～3 V的电压表． (3)电流表的量程：对于电池来讲允许通过的电流最大为0.5 A，故电流表的量程选0～0.6 A的． (4)滑动变阻器：干电池的内阻较小，为了获得变化明显的路端电压，滑动变阻器选择阻值较小一点的． 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 2．电路的选择：伏安法测电源电动势和内阻有两种接法，由于电流表内阻与干电池内阻接近，所以电流表应采用内接法，即一般选择误差较小的甲电路图． 甲　　　　　　　　乙 物理·必修第三册 教材梳理预新知 知识探究释疑惑 课时作业提能力 随堂自测夯基础 3．实验操作：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，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A．因此，实验中不要将I调得过大，读电表示数要快，每次读完后应立即断电． 4．数据处理 (1)当路端电压变化不是很明显时，作图像时，纵轴单位可以取得小一些，且纵轴起点不从零开始，把纵坐标的