12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 教学课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电池电动势和内阻的测量 人教版高中物理 必修 3 新知导入 知识回顾：什么是闭合电路欧姆定律，它的表达式有哪些？ 参考答案：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电 路的电阻之和成反比。这个结论叫作闭合电路的欧姆定律。 E 表达式：I= R+r E=U外十U内U外表示R,U内表示 「。根据闭合电路欧姆定律，有多种方法可以测定电池的电动势和 内阻。这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律，来测量电池的电 动势和内阻。 新知讲解 一、实验思路 1.测E和r的实验方法U-1法 根据闭合电路的欧姆定律：E=U+r可知如果能测出U、I的两组数 据，就可以列出两个关于E、r的方程，从中解出E和r。 [E=U:+I E=U2+12r E:待测电动势；r:待测内阻；U:路端电压；I:通过电源的电流 新知讲解 用电压表、电流表加上一个滑动变阻器R, 就能测定电源的电动势 E和内阻「。实验电路如图 新知讲解 2.测E和r的实验方法：I-R法 闭合电路的欧姆定律E=U十Ir可写成：E=R十Ir,测出I、R 的两组数据，也可以得到关于E和的两个方程，从中解出E和r。 用电流表和电阻箱可以测定 电源的电动势E和内阻r,电 路如图。 新知讲解 3.测E和r的实验方法：U-R法 U 闭合电路的欧姆定律E=U+r可写成：E=U+ R 测出U、R的两组数据，通过解方程组求出E和「。 这样用电压表和电阻箱来测定 电源的电动势E和内阻「。 下面选用方法1测定电池的电动势E和内阻"。 新知讲解 二、物理量的测量 思考讨论：如果用E=U+Ir测E和r是否只需测量两组U、I数据， 联立方程解得E和就行呢？采用方法2和3呢？ 不行，只测量两组数据，误差可能较大。只有多次测量，并对数 据进行处理，才能减小误差。所以，应该使用滑动变阻器改变外 电路的电阻，进行多次测量。 无论采取哪种方法，为了减小误差，都应该进行多次测量。 新知讲解 三、数据分析 方法一：公式法测量若干组数据，利用E=U+r解方程 E=U+Iir E= IU2-12U 解方程组 1E=U2+I,r 11-12 I,-I2 为了减小误差，最后以E的平均值和的平均值作为实验结果。 新知讲解 方法二：图象法 E=U+Ir得：U=-rl+E 相当于二元一次方程k=一 b=E (1)作图方法 以U为纵坐标、〡为横坐标建立平面直角坐标系。根据实验测得 的几组数据在坐标系中描点，这些点大致分布在一条直线上，把 明显偏离的点舍去，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这 条直线上，不在直线上的点大致均衡地分布在直线两侧。 新知讲解 U/V (2)电源的电动势E 1.5 这条直线与U坐标轴的交点值表 1.40 示断路时的路端电压，这时的 1.30 电压U等于电源的电动势E。 1.2 0.100.200.300.400.50A 思考：直线与轴交点是不是短路 电流？它表示的意义是什么？ 某次实验结果的U-I图像