12.3实验：电池电动势和内阻的测量 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 电键和导线 被测干电池：旧的干电池，内阻较大。 安培表：0~0.6A 伏特表：0~3V 滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10~20Ω 3、仪器选择： 方案一：伏安法测电源电动势和内阻 2、实验原理： Ｅ＝Ｕ＋Ｉr 1、实验电路： v A （1）按原理图连接实物图 v A （2）把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大 （3）闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样的方法测量并记录几组U、I值 （4）断开电键,整理好器材 4、实验步骤： 3 方法一 : 公式法 改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值. 5、数据处理： v A E I短 方法二 : 图象法 E I r = 短 E U轴截距等于电动势E 在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U、I值画出U－I图像. r等于直线的斜率的绝对值 5、数据处理： A V K E,r 误差来源： 测量值 × × 真实值 I真 Iv I测 电压表分流 6、误差分析： U I 0 6 （1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处. （2）使用内阻较大一些的旧电池.从而使得路端电压变化较为明显。 在实验中不要将电流调得太大，一般不要超过0.5A，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化. （3）要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大一些. （4）画U-I图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去. 7、注意事项： （5）画U--I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始（但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r. 7 1、用电流表和电压表测定电池的电动势 E 和内阻 r，如图是某电源的路端电压 U 随干路电流 I 的变化图象．根据 图 线 得 出 电 池 的 电 动 势 E ＝_________V ， 内 阻 r ＝________Ω， 此电源的短路电流 I短＝________A. 1.5 1.0 1.5 A V K E,r 2. 用图所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为 1.5 V，内阻约 1 Ω，电压表 ( 0 ─ 3 V , 约3 kΩ ) , 电流表 (0 ─ 0.6 A , 1.0 Ω ) , 滑动变阻器有 R1 (10 Ω ，2 A ) 和 R2 ( 100 Ω， 0.1 A ) 各一只。 (1) 实验中滑动变阻器应选用 。 (2) 请用笔画线代替导线连接实验电路。 (3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的 U ─ I 图线 , 由图线可较准确求出该电源电动势 E = V ; 内阻 r = Ω 。 R1 1.50 0.89 1、电路图：如图所示。 方案二： 安阻法测电源电动势和内阻 2、原理方程： E＝I（R＋r） E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r) 方法一 : 公式法 方法二 : 图象法 E测=I1（R1+ r测） ① E测=I2（R2+ r测） ② E真=I1（R1+ RA+ r真） ③ E真=I2（R2+ RA+ r真） ④ 1.不考虑电流表内阻时，得出的是E，r的测量值 2.考虑电流表内阻时，得出的是E，r的真实值 结论：E测 = E真 r测>r真 公式法分析系统误差： 3．某研究性学习小组利用下图所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如下图所示R-1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可得到（　　） A．电源电动势约为1.5V B．内阻约为1.0Ω C．用该电路测电动势，测量值比真实值小 D．用该电路测内阻，测量值比真实值小 B 方案三： 伏阻法测电源电动势和内阻 1、电路图：如图所示。 方法一 : 公式法 方法二 : 图象法 误差来源： 测量值 × × 真实值 I真 Iv I测 电压表分流 误差分析： U I 0 16 4.小华设计了图甲所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r。他认为用线性图象处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图象为一条直线(见图乙)。则该图象的函数表达式为 ，由图乙可知该电池的电动势E＝ V，内阻r＝________Ω。 $$