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

实验：电池电动势和内阻的测量 情境导入 知识海洋 实验原理 闭合电路的欧姆定律 E = U + Ir A V S E, r 实验目的 测量电源的电动势和内阻 知识海洋 实验器材 器材选择： 安培表：0~0.6A 伏特表：0~3V 滑动变阻器：阻值较小的，最大阻值10~20Ω 被测电池 电键和导线 应用探究 例. 在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内阻时，除备有被测电池、电键和足够的导线外，还备有下列仪器可供选择： A．电流表 (0～0.6 A) B．电流表 (0～3 A) C．电压表 (0～3 V) D．电压表 (0～15 V) E．滑动变阻器 (20 Ω，2 A) F．滑动变阻器 (1700 Ω，0.3 A) 应该选用的仪器是__________(填器材前面的选项字母)。 A V K E, r A、C、E 一节电池 电动势1.5V 能较大范围的调节电流 电源不能大电流放电 知识海洋 实验电路 A V S E, r 电路1 电路2 A V S E, r 知识海洋 实验步骤 (1) 电流表用 0.6 A 量程，电压表用 3 V 量程，按图连接好电路。 (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，使电流表有明显的示数，记录一组数据 (I、U)，用同样方法测量几组 I、U 值，记录在表格中。 (4) 断开开关，整理器材。 (5) 处理数据，用公式求平均值法或图像法求出电源的电动势和内阻的阻值。 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A 7 知识海洋 实验数据处理 A V S E, r 1. 代数法 从而计算出： 知识海洋 实验数据处理 A V S E, r 2. 图像法 根据 E = U + Ir U = E － Ir I U A B O 电动势E 短路电流 纵坐标可以不从0开始 电源的伏安特性曲线 斜率 k 的绝对值 = r 应用探究 例. 一个学生某次实验中根据实验数据，画出了如图所示的 U－I 图像，从图中可得出电源电动势为______V，内阻为________Ω。 电动势大小E = 2.90V △U = 1.30V △I = 0.51A r = =2.55 Ω △U △I 2.90 2.55 应用探究 例. 用电流表和电压表测定电池的电动势 E 和内阻 r，如图是某电源的路端电压 U 随干路电流 I 的变化图像。根据图线得出电池的电动势 E＝_________V ，内阻 r ＝_________Ω， 此电源的短路电流 I短＝________A。 1.5 1.0 1.5 知识海洋 实验电路误差分析 1. 本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。 2. 由 U-I 图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势 E 和内阻 r 都偏小。 I真 = I测 + IV 3. 本电路适合测内阻较小的电池的电动势和内阻。 电路1 A V S E, r I真 Iv I测 U I 测量值 真实值 × × × O A V S E, r 知识海洋 实验电路误差分析 1. 本实验中，存在的系统误差是由于电流表的分压引起。 2. 由 U－ I 图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻 r 偏大，但电动势 E测 = E真。 U外 = U测 + UV 3. 本电路适合测内阻较大的电池的电动势和内阻。 电路2 U外 U测 UA U I 测量值 真实值 × × × O 知识海洋 注意事项 (1) 为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应大些。 (2) 电池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 R 调得过小，读电表示数要快，每次读完应立即断电。 (3) 测出不少于 6 组 I、U 数据，用方程组求解，要将测出的 I、U 数据中，第 1 和第 4 为一组，第 2 和第 5 为一组，第 3 和第 6 为一组，分别解出 E、r 值，再求平均值． (4) 干电池内阻较小时，可使纵坐标不从零开始而是从某一恰当值开始并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小。 14 知识海洋 实验方法拓展 (1) 电路图：如图所示。