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

人教版物理必修三 第十二章 电能 能量守恒定律 第三节 实验：电池电动势和内阻的测量（2） 二、用电阻箱、电压表（伏阻法）测定电源的电动势和内阻 1.电路图如图 V E r S R 2．原理：改变电阻箱阻值，记录R与U值，应用E＝U1＋(U1/R1)r和E＝U2＋(U2/R2)r求解E、r. 采用一个电阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干, 测量一节干电池的电动势和内阻。 V R2 R1 数据处理 （1）公式法 （2）图象法 考虑电压表电阻时E真、r真 r测 < r真 E测 < E真 比较可得： 3．误差分析: E测＜E真 r测＜r真 误差来源：电压表的分流。Rv越大误差越小，电压表内阻已知，可消除系统误差。 为了减小误差，可多测几组数据，求平均值，但应注意电阻箱的值不能调得太大，以至于电压表的分流作用不能忽略． 系统误差与电流表外接法相同，U/R相当于流过变阻器的电流 r测 < r真 E测 < E真 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： V S E, r · · · 等效电源法 三、用电阻箱、安培表（安阻法）测定电源的电动势和内阻 1.实验原理： 如图所示，采用一个电阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干, 测量一节干电池的电动势和内阻。 原理：E=I（R+r) 3．误差分析：r测>r真，E测＝E真．为了减小误差，可多测几组数据，求平均值，但应注意电阻箱的值不能调得太小，以至于电流表的分压作用不能忽略． 改变电阻箱阻值，记录R与I值，应用E＝I1(R1＋r)和 E＝I2(R2＋r)求解E、r. 2.数据处理 （1）公式法 （2）图象法 E测=I1(R1+r) E测=I2 (R2+r) 由E=I(R+r)得 E测=E真 r测>r真 斜率k=E；纵轴截距代表内电阻r 斜率k=1/E；纵轴截距代表r/E 误差来源：电流表的分压。电流表内阻已知，可消除系统误差。 误差分析 1.不考虑电流表内阻时，E测，r测的测量值 A S E,r R E测=I1（R1+r测） E测=I2（R2+r测） 2.考虑电流表内阻时，E，r的真实值 比较得：E测 = E真 r测>r真 E真=I1（R1+ RA+ r真） E真=I2（R2+ RA+ r真） r测 =RA+r真 >r真 E测 = E真 把电源和电流表看成一个整体，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的电压，整体的电阻相当于电源和电流表串联的阻值。即： 等效电源法 A S E,r R 采用一个定值电阻、一个电阻箱、两块电流表、一个电键和导线若干, 测量一节干电池的电动势和内阻。 原理：E=U+Ir A2 S E,r R A1 A2 S E,r R A1 实验原理 四、用电阻箱、安培表（安安法）测定电源的电动势和内阻 相当于 电压表 相当于 电压表 相当于 内接法 相当于 外接法 G S E,r R A Rg 这种方法无系统误差 由闭合电路欧姆定律可得 采用一个定值电阻、一个电阻箱、两块电压表、一个电键和导线若干, 测量一节干电池的电动势和内阻。 原理：E=U+Ir S E,r R V2 V1 S E,r R V2 V1 实验原理 五、用电阻箱、伏特表（伏伏法）测定电源的电动势和内阻 相当于 电流表 相当于 内接法 相当于 外接法 相当于 电流表 采用两块电压表、一个单刀双掷开关和导线若干, 测量一节干电池的电动势和内阻。 实验原理 V1 V2 S 1 2 S接1时V1的读数为U0，S接2时V1、V2的读数分别为U1、U2, 由闭合电路欧姆定律可得：（已知V1的内阻Rv1) 这种方法无系统误差 1．在测量电源电动势和内阻的实验中，为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，还需要用到一些其它的实验器材，下面给出的四组实验器材中，能完成实验目的有哪几组（　　 ） A．一个电流表和一个电阻箱 B．一个电压表和一个电阻箱 C．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器 D．一个电流表和一个滑动变阻器 ABC 课堂练习 2．用如图所示的电路测定电池的电动势和内阻，由于电表内阻的影响，关于电动势的真实值E0与测量值E及电池内阻的真实值r0与内阻的测量值r的说法正确的是（　　） A．E0＞E，r0＞r B．E0＝E，r0＜r C．E0＝E，r0＞r D．E0＜E，r0＜r B 3．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图线，以下实验结论正确