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

第十二章 电能 能量守恒定律 12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 制作人：曹译元、唐晓兰 核心素养 物理观念 知道测定电池电动势和内阻的实验原理。 培养仔细观察，真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质。 尝试进行测量误差的分析，了解减小误差的方法。 能进行自主、分组合作探究，并对数据进行处理、分析。 科学思维 科学探究 科学态度与责任 复习回顾： 求解电源电动势 E 和内阻 r 的方法： ①利用闭合电路的欧姆定律公式求解电源电动势 E 和内阻 r ； ②利用闭合电路的 U―I 图像求解电源电动势 E 和内阻 r 。 U I O 电源的U―I图像 E I短 新知讲解： 一、实验思路 测电池电动势与内阻 闭合电路 欧姆定律 已知路端电压、电流 已知电流和电阻 已知路端电压和电阻 伏安法 安阻法 伏阻法 新知讲解： 二、伏安法测电池的电动势和内阻 1.基本原理： 闭合电路的欧姆定律：E = U + Ir 路端电压 通过电源的电流 2.实验电路图： 3.数据记录： 实验次数 1 2 3 4 5 6 路端电压 U/V 干路电流 I/A 新知讲解： 二、伏安法测电池的电动势和内阻 4.数据处理： 方法一：解方程组法 E = U1 + I1r E = U2 + I2r r = E = 联立解之： 方法二：图像法 电池的电动势E 内阻 r U/V I/A O 电源的U―I图像 U = ‒ Ir + E 新知讲解： 二、伏安法测电池的电动势和内阻 5.误差分析： ①偶然误差： a.由于电表读数不准引起的误差； b.作图不准造成的误差； c.测量过程通电时间过长或电流过大，会引起电动势和内阻变化等。 ②系统误差： 在选用电路图时，实验电路中的电流表也有内接法和外接法之分，两种方式测量都会带来误差。 5.误差分析： 新知讲解： 二、伏安法测电池的电动势和内阻 A V S 甲 R E r V S A 乙 R E r 若为理想电表，两电路图相同。 限流式：保护电路。 外接法 内接法 5.误差分析： 新知讲解： 二、伏安法测电池的电动势和内阻 E = U + Ir 路端电压 通过电源的电流 A V S 甲 R E r 外接法 I测 ΔI U I O 电源的U―I图像 r测 < r真 E测 < E真 电流表存在误差 （电压表分流） E真 E测 ΔI I真 ΔI = U I测 电压表存在误差 （电流表分流） 5.误差分析： 新知讲解： 二、伏安法测电池的电动势和内阻 E = U + Ir 路端电压 通过电源的电流 r测 > r真 E测 = E真 V S A 乙 R E r 内接法 U测 ΔU U I O 电源的U―I图像 r测 > r真 E真 E测 ΔU U真 ΔU = IRA U测 I 5.误差分析： 新知讲解： 二、伏安法测电池的电动势和内阻 A V S 甲 R E r 外接法 V S A 乙 R E r 内接法 等效电动势： E′ = E 等效电阻： r′ = E′ r′ < E < r E′ r′ 等效电动势： E′ = E = E > r 等效电阻： r′ = r + RV “大内偏大，小外偏小” 解之： 新知讲解： 三、安阻法测电池的电动势和内阻 1.原理： E = IR + Ir E = I1R1 + I1r E = I2R2 + I2r r测 = E测 = 2.图像分析： R O 3.误差分析： E = IR + Ir 新知讲解： 三、安阻法测电池的电动势和内阻 通过电源的电流 有误差，不是路端电压 解之： E = I1 (R1+RA) + I1r E = I2 (R2+RA) + I2r r真 = E真 = = E测 < r测 E′ r′ 新知讲解： 四、伏阻法测电池的电动势和内阻 解之： 1.原理： E = U + r E = U1 + r E = U2 + r r测 = E测 = 2.图像分析： O E′ r′ < E真 < r真 R V E r S1 S2 新知讲解： 五、粗测法 断开S2、闭合S1，记下电压表读数U1 ；闭合S1、S2，记下电压表读数U2 。 E = U1 E = U2 + r r = R E = U1 解之： 新知讲解： 六、伏伏法 闭合S1、S1，记下电压表V1的读数U1 ；闭合S1、断开S2，记下电压表V1的读数U1′ ，电压表V2的读数U2 。 E = U1 + r E = U1′ + U2 + r 解之： E = E r V1 S1 S2 V2 1.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中有如下器材： A.干电池1节