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

12.3实验:电池电动势 和内阻的测量 必修第三册 2025届高二物理组制 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 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 方案一:伏安法 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: E = U1 + I1r E = U2 + I2r 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 电路设计 A V S E, r · · · 电流表内接法 A V S E, r · · · 电流表外接法 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 实验器材 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) 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 实物图连接 A V S R 电流表外接法 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 实验步骤 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; 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 数据处理 方法一:公式法 E=U2+I2r E=U1+I1r A V S R 电流表外接法 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 I短 E U 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 E I r = 短 方法二:图像法 数据处理 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 注意事项 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; 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 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。 注意事项 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 伏安法误差分析 方法一:U-I图像修正法① (1)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。 U I O 测量值 真实值 电流表外接法 A V S E, r · · 2. 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: 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 伏安法误差分析 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. A V S E, r · · 电流表内接法 E测=E真 r测>r真 U I O 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: 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 方法二:计算法 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 A V