12.3.2 伏阻法和安阻法测电池电动势和内阻 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

伏阻法和安阻法测电池电动势和内阻 第十二章 电能 能量守恒定律 Impulse-Momentum 学习目标 会选用试验器材正确连接电路并进行实验数据处理。 掌握用伏阻法和安阻法测电池的电动势和内阻的原理。 02 01 重点 重点 伏阻法测电动势和内阻 01 由E=U+Ir=U+r知，改变电阻箱阻值，测出多组U、R值，通过公式或图像可求出E、r。 公司logo 公司logo 实验思路 电池 电压表 电阻箱 开关 导线 公司logo 公司logo 实验器材 (1)计算法：由 V E r S R 联立解得 公司logo 公司logo 数据处理 (2)图像法： 由E=U+r得：=+· 。 故-图像的斜率k=，纵轴截距为，如图。 由图像的斜率和截距求解。 公司logo 公司logo 数据处理 电压表的分流造成电动势的测量值偏小，内阻的测量值偏小。 公司logo 公司logo 误差分析 1、某物理实验小组要测量一个手机锂电池的电动势和内电阻。已了解到该款锂电池在充电量为100%时的电动势为4 V左右，于是利用一个电阻箱R和一个R0=2 Ω的定值电阻以及一个电压表设计了如图甲所示的实验电路图。 (1)按照图甲所示的实验电路图，将图乙中的实物连接起来组成实验电路。 例题 (2)通过调节电阻箱R的阻值，可以读出电压表示数以及电阻箱接入电路的阻值，重复操作可以得到多组电压表的示数U以及对应电阻箱的阻值R，以为纵轴，为横轴，作出-的关系图线为一直线，如图丙所示。由图线可求得该手机锂电池的电动势E=　　 V，内阻r=　　 Ω。(均保留2位有效数字)  3.7 0.22 例题 (2)根据闭合电路欧姆定律有E=U+(R0+r) 解得=+ 根据-图像的斜率与纵截距有=0.27 V-1，= Ω/V 解得E≈3.7 V，r≈0.22 Ω 例题 (3)实验操作结束后，该实验小组考虑到电压表的内阻对电路的影响，进行了误差分析：该电池电动势的测量值与真实值相比　　　，内阻的测量值与真实值相比　　　。(均填“偏大”“偏小”或“相等”)  偏小 偏小 由于电压表的分流作用，流过电源的电流大于流过电阻箱的电流，当外电路短路时电流的测量值与真实值相等，电动势的测量值小于真实值，内阻的测量值小于真实值。 例题 安阻法测电动势和内阻 02 由E=IR+Ir知，改变电阻箱的阻值，测出多组I、R的值，通过图像就可求出E、r的值。 公司logo 公司logo 实验思路 电池 电阻箱 开关 导线 电流表 公司logo 公司logo 实验器材 (1)计算法： 由 A S E r R 联立解得 公司logo 公司logo 数据处理 ②由E=I(R+r)得R=E·-r R- 图像的斜率k=E，纵轴截距为-r(如图乙)。 由图像的斜率和截距求解。 (2)图像法： ①由E=I(R+r)得=R+ -R图像的斜率k=，纵轴截距为(如图甲)。 公司logo 公司logo 数据处理 电流表的分压引起系统误差，电动势的测量无偏差，内阻的测量值偏大(r测=r真+RA)。 公司logo 公司logo 误差分析 2、(2025·黄山市高二期末)将一铜片和一锌片分别插入同一只橙子内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1 V，可是这种电池并不能点亮规格为“1 V　0.3 A”的小灯泡，原因是“水果电池”的内阻太大，流过小灯泡的电流太小，经测量仅约为3 mA。某实验小组要测量“水果电池”的电动势和内电阻。现有下列器材： A.待测“水果电池” B.电流表：量程0~3 mA，电阻约40 Ω C.电压表：量程0~3 V，电阻约1 000 Ω D.定值电阻R0=1 000 Ω E.电阻箱R1(0~999.9 Ω) 例题 F.滑动变阻器R2(阻值0~10 Ω，额定电流0.5 A) G.滑动变阻器R3(阻值0~200 Ω，额定电流0.3 A) H.电源：电动势E=3 V，内阻不计 I.开关、导线等实验器材 (1)从测量原理来看，利用图甲所示电路所得的“水果电池”的测量值与真实值相比，电动势E测　 　E真，内电阻r测　　 r真(均选填“大于” “等于”或“小于”)。  大于 等于 例题 (1)题图甲所示电路测量水果电池电动势与内阻时，系统误差在于电流表的分压，将电流表与电源看为一个整体，整体可以等效为一个新电源，实验中的测量值实际上测量的是等效新电源的电动势与内阻，由于电流表与电源串联，则有E测=E真，r测=r真+RA>r真 例题 (2)小组成员利用图甲电路测量“水果电池”的电动势和内电阻，多次改变电阻箱R1的阻值R，读出电流表A示数I，根据测得的数据作出-R图像，如图乙所示。根据图像可得，“水果电池”的电动势E测=　　 V，内电阻 r测=　 　 Ω(结果均保留三位有效数字)。  1.11 522 例题 (2)根据闭合电路欧姆定律有IR=E测-Ir测 变形得=·R+ 结合题图乙有= V-1，=470 A-1 解得E测≈1.11 V，r测≈522 Ω 例题 (3)为了测出电流表的内阻RA的阻值，小组成员选用器材H作为电源设计了如图丙所示的电路，滑动变阻器选择　 (选填“F”或“G”)，实验过程中，某次测量电流表示数为2.70 mA时，电压表示数如图丁所示，由此结合图乙可求得“水果电池”内阻r=　　 Ω(结果保留三位有效数字)。 F 485 例题 (3)题图丙中滑动变阻器采用分压式接法，为了确保测量数据的连续性强一些，滑动变阻器总阻值选择小一些的，即滑动变阻器选择F；题图丁中电压表读数为2.80 V，根据欧姆定律有 R0+RA= Ω 结合上述有r测=r真+RA 联立解得r真≈485 Ω。 例题 3、(2024·广州市高二期末)一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)如图(a)所示是该同学正准备接入最后一根导线(虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处： ①　 　　　　　　； ②　　　　　　　　　　　 。  开关处于闭合状态 电阻箱接入电路电阻为零 连接电路时，开关不应该闭合，应该保持断开状态；电阻箱要以最大阻值接入，然后再调小。 例题 (2)实验测出多组电阻箱阻值R和电流表示数I，并计算出数据，根据数据，在方格纸上作出了R-关系图像如图(b)。由图像可计算出该干电池的电动势为　　 V，内阻为　　 Ω(结果均保留三位有效数字)。  1.37 1.20 由闭合电路欧姆定律有E=IR+Ir 得R=E·-r，可知R-图像的斜率表示电动势E，纵轴截距绝对值为内阻r，可知E≈1.37 V，r=1.20 Ω。 例题 测量电动势和内阻 伏阻法 安阻法 E=U+Ir=U+r E=IR+Ir 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! UTC 2025-05-08 12:32:16 Lavf58.29.100 Lavf58.20.100 $$