2.7 实验：测量电池的电动势和内阻 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦“测量电池的电动势和内阻”实验，以生活问题“电池折旧后会有什么变化”导入，引导学生结合闭合电路欧姆定律，通过伏安法、伏阻法、安阻法等多种方案，运用公式法与图像法处理数据，构建从原理到实践的完整学习支架。 其亮点在于多方案探究与深度误差分析，落实科学探究与科学思维。如伏安法对比内外接法误差，图像法解析U-I图斜率截距意义，培养科学论证能力。当堂检测结合器材选择，提升解决实际问题能力，助力学生构建电路观念，也为教师提供系统教学资源，提高教学效率。

第二章 电路及其应用 第7节 实验：测量电池的电动势和内阻 作者编号：43998 生活中电池折旧后会有什么变化？ 如果我们想比较下它们的电动势和内阻的关系应该如何设计实验呢？ 本节课我们就一起来探讨下电池的电动势和内阻的测量方法。 新课导入 作者编号：43998 1.知道测定电源电动势和内阻的实验原理。 2.学会科学处理实验数据的方法：公式法和图像法。 3.了解实验中的误差来源，了解用不同方法测量得出结果E和r的误差分析。 学习目标 作者编号：43998 (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图线处理数据的方法. 1.实验目的 A V K E,r 实验一：伏安法测电源电动势和内阻 2.基本原理 U：路端电压（或电源两端电压）; I：干路电流，即通过电源的电流; E：待测电动势； r：待测内阻； 闭合电路的欧姆定律： 新课讲授 作者编号：43998 （1）滑动变阻器：限流式接法,(变阻器调节和控制干路电流和电压) （2）电流表内外接法： ①外接法: 根据小外偏小结论，适合于测小内阻电源，如：干电池。 ②内接法: 根据大内偏大结论，适合于测大内阻电源，如：水果电池。 3.电路设计（接法选择） 电流表外接法 电流表内接法 新课讲授 作者编号：43998 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：内阻较大 开关和导线 电流表：0~0.6A 4.实验器材 新课讲授 作者编号：43998 （2）把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大； （3）闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数， 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I和U的值； （4）断开开关，整理好器材； （5）数据处理：用原理中的方 法计算或从U－I图象中找出E和r； （1）确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好； 5.实验步骤 A V S R 新课讲授 作者编号：43998 代数法 从而计算出： A V S E,r 6.实验数据处理 新课讲授 作者编号：43998 图像法 根据 E=U+Ir U=E-Ir I U × × × × × A B 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绝对值=r A V S E,r 新课讲授 作者编号：43998 A V K E,r 电路1 电路2 A V K E,r 两个图有何区别？为什么实验不使用电路2测量？ 假设是理想电表，两个电路图是一样的。 对于内阻比较大的电源，使用下图。 7.实验电路的比较 新课讲授 作者编号：43998 ①本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。 U I 测量值 × × × 真实值 ②由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势E和内阻r都偏小。 I真 Iv A V S E,r I测 ③本电路适合测内阻较小的电池的电动势和内阻。 电路1误差分析 新课讲授 作者编号：43998 电路2误差分析 A V K E,r ①本实验中，存在的系统误差是由于电流表的分压引起。 U I 测量值 × × × 真实值 ②由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻r偏大，但电动势E测=E真 U外 U测 UA ③本电路适合测内阻较大的电池的电动势和内阻。 新课讲授 作者编号：43998 12 实验二：伏阻法测电源电动势和内阻 伏阻法（电压表一表两用）（阻是电阻箱不是变阻器也不是定值电阻） （1）方法： 不改变电阻箱阻值，读出并记录多组对应电阻、电压表示数 （2）原理式： 新课讲授 作者编号：43998 （3）数据处理： ①计算法： ②图像法： 解方程求平均值 求斜率K，利用斜率K=r/E,纵截距为1/E求电源电动势和内阻 新课讲授 作者编号：43998 （4）误差分析：电压表分流,相当于电流表外接法，小外皆偏小： （5）减小误差方法：尽可能用大阻值电压表;或RV已知，对误差补偿 E测＜E真 r测＜r真 新课讲授 作者编号：43998 如果没有电压表我们可以如何测量电源的电动势和内阻呢？ 新课讲授 作者编号：43998 采用一个电阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。 1.实验原理：E=I（R+r) A S E,r R 方案一：安阻法 新课讲授 作者编号：43998 误差来源：电流表的分压。电流表内阻已知，可消除系统误差。 E测=E真 r测>r真 方法一:公式法 方法二:图像法 E测=I1(R1+r) E测=I2 (R2+r) 2.数据处理 新课讲授 作者编号：43998 （1）不考虑电流表内阻时，得出的是E，r的测量值 A S E,r R 3.误差分析 E测=I1（R1+ r测） ① E测=I2（R2+ r测） ② 新课讲授 作者编号：43998 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 A S E,r R E真=I1（R1+ RA+ r真） ③ E真=I2（R2+ RA+ r真） ④ 新课讲授 作者编号：43998 采用一个定值电阻、两块电流表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。 实验原理： E=U+Ir A2 S E,r R A1 A2 S E,r R A1 如果没有电流表，有两个电压表能测量电源的电动势和内阻吗？ 方案二：安安法 新课讲授 作者编号：43998 采用一个定值电阻、两块电压表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。 实验原理： E=U+Ir S E,r R V2 V1 S E,r R V2 V1 方案三：伏伏法 新课讲授 作者编号：43998 1．某实验小组的同学欲测量一组废旧电池组的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： A．废旧电池组：电动势E约为3V，内阻r约为4.5Ω B．电压表V：量程为0-3V，内阻R约为15kΩ C．电流表A1：量程为0-0.6A，内阻r1约0.05Ω D．电流表A2：量程为0-100mA，内阻r2约为5Ω E．滑动变阻器R1：阻值0-10Ω F．滑动变阻器R2：阻值0-1kΩ G．开关，导线若干 （1）该实验小组应选择的电流表为___________，应选择的滑动变阻器为___________。（填器材前面的字母序号） C E 当堂检测 作者编号：43998 （2）通过改变滑动变阻器阻值测绘出的U-I图像如图甲所示，则该电池组的电动势E=___________，内阻r=___________。（结果保留两位有效数字） 3.0 4.0Ω 当堂检测 作者编号：43998 2. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。 （1）应该选择的实验电路是____（选填“甲”或“乙”） 甲 当堂检测 作者编号：43998 B C 当堂检测 作者编号：43998 3.(多选)为了测量1节干电池的电动势和内阻,除了课本上的实验方法之外,还可以采用下列哪组仪器（ ） A.一个电压表、两个定值电阻、一个开关、导线若干 B.一个电流表、两个定值电阻、一个开关、导线若干 C.一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关、导线若干 D.一个电压表、一个滑动变阻器、一个开关、导线若干 AB 当堂检测 作者编号：43998 （2）现有电流表（ ）、开关和导线若干，以及以下器材： A．电压表（ ） B．电压表（ ） C．滑动变阻器（ ） D．滑动变阻器（ ） 实验中电压表选用 ； 滑动变阻器选用 。（选填相应器材前字母） $