12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 课件-2024-2025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 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 A V S E, r · · · 电流表外接法 A V S E, r · · · 电流表内接法 电路设计 一、实验思路（伏安法） 根据闭合电路欧姆定律进行电源电动势的测量，由，得，改变滑动变阻器，如果能测出U、I的两组数值，就可以列出两个关于E、r的方程。因此用电压表、电流表加上一个滑动变阻器R，就能测定电源的电动势和内阻。 如果只有一个电流表没有电压表，你能设计出测量电源电动势和内阻的电路吗？还需要什么器材？如果只有一个电压表呢？ 物理雾里悟理 电流表+电阻箱 由，得，测量两组I与R也可以解出E和r。 电流表+电阻箱 由，得，测量两组U与R也可以解出E和r。 一、实验思路（伏安法） 物理雾里悟理 二、实验步骤（伏安法） 2.闭合开关，改变滑动变阻器的阻值（10次），读出电流表和电压表的示数，记录数据。 3.拆除电路，整理实验器材放回原位。 1.按照如图电路图连接实物元器件，检查线路，滑动变阻器滑片置于接入电阻最大端（如图置于左端）。 物理雾里悟理 E=U2+I2r E=U1+I1r A V S R 电流表外接法 三、数据分析（方法一：公式法） 物理雾里悟理 三、数据分析（方法二：图像法） 1、图像法处理数据：由方法一测量多组U、I数值通过描点拟合得到如图U-I图像。 2、由公式，分析可知电源电动势E和内阻r是定值，因而U是I的一次函数，即U-I图像是一条直线，它在U轴上的截距表示外电路断路时候（电流为0）的路端电压，即电源电动势；它与I轴的截距表示外电路短路时（路端电压为0）的电流，利用关系式，可求得电源内阻。 物理雾里悟理 断路电压：电源电动势 短路电流I短 ΔU ΔI 或 三、数据分析 物理雾里悟理 这个交点表示什么意思？ 这个交点表示什么意思？ ΔU ΔI 三、数据分析 物理雾里悟理 你能行！！ 1、如图所示，请按该 电路图选择合适的 器材连接好后用来 测量电源电动势和 内阻。 (1)开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到_________(填“左侧”或“右侧”)。 (2)根据实验测得的几组I、U数据做出U–I图像如图所示，由图像可确定：该电源的电动势为_______V，电源的内电阻为_______Ω(结果保留到小数点后两位)。 左侧 1.40 0.57 物理雾里悟理 2、某小组为了测量手机锂电池的电动势（约3.7V）与内阻（约0.1Ω），在实验室寻找到了下列器材：电压表V1（量程0～15V）；电压表V2（量程0～3V）；电流表A（量程0～0.6A）；滑动变阻器（阻值范围0～20Ω）； 定值电阻R0=2.0Ω、导线、开关若干。 （1）本实验选用的电压表为___________（选“V1”或“V2”）； （2）小组先测得电流表的内阻为5.09Ω， 为了更精确测量电源电动势与内阻， 应该选用的实验电路是图___________ （选“A”或“B”）； 【参考答案】V2 B 你能行！！ 物理雾里悟理 拓展：系统误差原因分析 r 测 < r真 r 测 > r真 A V 甲 A V 乙 E测 <E真 E测 = E真 . . ---------------- . . . I U . . . . I U 物理雾里悟理 测量电动势和内阻 伏安法 安安法 伏伏法 伏阻法 安阻法 E=I（R+r) 课堂小结 物理雾里悟理 Lavf60.4.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$测定电源电动势和内阻实验目的测量电源的电动势和内电阻实验原理，根据闭合电路欧姆定律，用伏安法测量，用计算法和图像法求电源电动势和内阻。教学目标，一，使学生加深理解闭合电路欧姆定律，牢固掌握伏安法二重点，培养学生运用图像法处理实验数据的能力。实验器材。电流表、电压表，最大阻值为50欧的滑动变阻器，就干电池两节，电键导线若干。实验步骤一，连接实验电路，这是实验电路原理图，按原理图连接实际电路。首先将电源的正极通过处于断开状态的电键与电流表0.6安培的正接线柱相连，副接线柱连接在滑动变阻器的一固定端，再将其滑动端调至电阻的最大值，连接在电源的负极上，构成主回路。然后选择电压表的3伏量程并联在滑动变阻器和电流表两端，用以测量路端电压，并注意电压表接线的正负极性。2、数据测量。闭合电键。调节滑动变阻器，使电流表有明显示数。读取第一组电流较小的数据，电流I一等于0.06安路端电压由一等于2.45服填入表格一中读取一组数据后，立即断开电源，闭合电键，继续调节变阻器使电流增大，注意控制好使电流表示数在刻度线上。电流I2等于0.10安路段，电压U2等于2.40伏，断开电键，将数据填入表格一。用同样的方法继续调节滑动电阻器，注意控制电流值，再分别读取四组数据，并依次填入实验表格。1I3等于0.20安U3等于2点二三伏，I4等于0.30安，U4等于2.08伏，I5等于0.40安，U5等于1.90伏，I6等于0.50安，U6等于1.73服读取数据后断开电线。三整理器材。数据处理一计算法由实验获得六组数据。14将14组、25组、36组代入闭合电路。欧姆定律公式，1N等于由N加IN乘2N1N等于由N加3加IN加3乘2N得出E和R的三组数值，填入表格2。一一等于2.54伏，R一等于1.54欧，一二等于2.57服，R2等于1.67欧，13等于2.57服，R3等于1.67欧。求出它们的平均值，E等于2点五六伏，R等于1.63欧，即为所测两节旧干电池的电动势和内阻。二作图法。在坐标纸上以电流为横坐标，路端电压为纵坐标建立直角坐标系。根据上面所测的六组数据，在坐标系中描出相应的六个坐标点，这是第一个坐标点。六个坐标点已全部描好，做出一条直线，让尽可能多的点落在该直线上。该直线与纵坐标的交点电流I等于0，他代表电路断开的情况。这时路端电压U等于电源电动势一等于2点五六伏. 在。直线与横轴的交点，若端电压U等于0，电流I短等于1.57安。他表示电源两端短路的情况。根据全电路欧姆定律可求，电源内阻R等于E除以I短，其组织为R等于1.63欧，它就是此直线斜率的绝对值。小节计算法和图像法都是实验数据处理的常规有效方法，但图像法所具有的直观性和预见性是计算法所不具备的。