4.3 测量电源的电动势和内阻 课件 -2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第四章 闭合电路 第 3 节 测量电源的电动势和内阻 1.掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法。 2.学会用U-I、-R图线处理数据的方法。 3.知道测量电源电动势和内阻的实验原理 。 教学目标 这是常用的电池，电动势和内阻是电源的两个重要参量，你知道怎样测得它的电动势和内阻吗？ 本节我们将学习它们的测量方法。 新课引入 电流表：0～0.6A 电压表：0～3V 滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10～20Ω 被测干电池：内阻较小 开关和导线 电流表、电压表、滑动变阻器、待测干电池、开关、导线等。 实验器材 实验与探究 实验1 利用闭合电路的欧姆定律： E = U + Ir 通过多次改变滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（电压表读数）、电流（电流表读数），利用解方程的办法或图像法求得电动势和内阻。 A V S E, r A V S R 1.电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按实验原理图连接好电路。 2.把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路的阻值最大。 3.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1，U1)。 用同样的方法测量几组U、I值。 4.断开开关，整理好器材。 5.处理数据，用公式法和作图法求出电源的电动势和内阻。 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U/V I/A 数据处理 1. 代数法 从而计算出： 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 A V S E, r 实验2 用电流表、电阻箱、开关和导线测干电池的电动势 实验原理： 闭合电路欧姆定律 E=I·R+I·r 数据处理： ①公式法 E=I1·R1+I1·r E=I2·R2+I2·r ②图像法 = ·R+ r R 1.实验1中，还有哪些因素会影响路端电压和电流的值? 怎样才能减少这些因素的影响? 2.实验2中，还有哪些因素会影响外电阻和电流的值? 怎样才能减少这些因素的影响? 电压表的内阻会影响电流的值 电压表的内阻越大误差越小 电流表的内阻会影响外电阻 电流表内阻已知可以消除误差 ►讨论与交流 如何只用一个电压表、一个电阻箱和若干导线测量电源的电动势和内阻? 自行设计一个实验方案并动手实践 提示： ►实践与拓展 例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。 (1)备有如下器材 A.干电池1节　 B.滑动变阻器(0～20 Ω)　C.滑动变阻器(0～1 kΩ)　 D.电压表(0～3 V)　 E.电流表(0～0.6 A) F.电流表(0～3 A)　 G.开关、导线若干 其中滑动变阻器应选________，电流表应选________。(只填器材前的序号) 典例分析 (2)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图。 (3)某同学根据实验数据画出的U－I图像如图所示，由图像可得电池的电动势为________ V，内阻为________ Ω。 解析：(1)滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因干电池内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可，故滑动变阻器应选B。(也可以从便于调节的角度来分析，应该选择阻值较小的滑动变阻器。) 电流表的量程要大于电源允许通过的最大电流，对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0.5 A，故需要选择0～0.6 A，所以电流表应选E。 (2)电路图如图所示。 答案　(1)B　E　(2)见解析图 (3)1.5　1　 U/ 例2. 一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下图中画出U—I图线，并根据图线读出电池的电动势E= ，电池的内阻 r = Ω . I(A) U(V) 0.12 1.37 0.20 1.32 0.31 1.24 0.32 1.18 0.50 1.10 0.57 1.05 · · · · · · 1.45 0.692 一定要用铅笔直尺作图 U/V I/A 本课小结 1.用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是 ( ) A.应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显 B.移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 C.根据实验记录的数据作U-I图像时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 D.出于安全的考虑，在选择电表时，量程越大越好 D 跟踪练习 2.在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的（ ） A. 一只电流表和一个滑动变阻器 B. 一只电流表和一只电压表 C. 一只电流表和一个电阻箱 D. 一只电压表和一个电阻箱 ACD 3.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) （1）应该选用的仪器是__________(填器材前面的选项字母)． A、C、E A V K E, r （2）一个学生用以上仪器测得数据，根据这些数据，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。 r= 2.90 2.55 谢谢 大家 (3)由U－I图像可知：纵截距为1.5 V，故干电池的电动势为1.5 V； 内阻r＝＝ Ω＝1 Ω。 $$