第3节 第1课时 伏安法测电源电动势和内阻-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

该高中物理课件聚焦伏安法测量电源电动势和内阻，通过回顾闭合电路欧姆定律E=U+Ir导入，引导学生思考如何通过改变外电阻获取多组U、I数据，搭建从理论到实验的学习支架，衔接闭合电路知识与实验操作。 其亮点是以科学探究为主线，用计算法与U-I图像处理数据培养科学思维，对比两种电路接法分析误差渗透质疑创新，结合水果电池等拓展实验体现科学态度。学生能提升实验能力，教师可借助实例高效教学。

第三节　测量电源的电动势和内阻 第1课时　伏安法测电源电动势和内阻 　　　　 第四章 闭合电路 1.掌握伏安法测量电源电动势和内阻的原理。 2.学会利用U-I图像处理实验数据的方法。 3.能分析伏安法测量电源电动势和内阻的误差。 素养目标 探究过程 梳理要点 1 合作交流 应用拓展 2 课时测评 3 内容索引 2 3 4 5 1 探究过程 梳理要点 返回 一、实验思路 由E＝U＋Ir可知，U＝E－Ir。改变外电路的阻值可测出多组U、I的值，通过U-I图像可求出E、r的值。实验电路如图所示。 二、物理量的测量 实验中需要测量路端电压U和电流I两个物理量。而仅测两组U、I数据，联立方程解得E和r，误差可能较大，只有多次测量，并对数据进行处理，才能减小误差。所以应该使用滑动变阻器改变外电路电阻，进行多次测量。 3．误差分析 (1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确。 (2)系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U-I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测＜E真，r测＜r真。 4．电路的选择 伏安法测电动势和内阻还有另外一种接法如图乙所示，此种接法的系统误差来自电流表分压(E测＝E真，r测＝r真＋RA)，由于电流表内阻和干电池电源的内阻接近，误差较大，所以一般选择误差较小的甲电路图。若已知RA，乙图的接法可求出r真＝r测－RA，乙图的接法无系统误差，故此种情况应优先选择乙电路图。 四、注意事项 1．为使电源的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。 2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池因大电流、放电时间过长导致内阻r发生明显变化。 返回 合作交流 应用拓展 返回 一　教材原型实验 某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的其他器 材有： A．电压表V：0～3 V，0～15 V B．电流表A：0～0.6 A，0～3 A C．滑动变阻器R1：(20 Ω，1 A) D．滑动变阻器R2：(1 000 Ω，0.1 A) E．开关和导线若干 例1 (1)实验中电压表应选用的量程为________ (选填“0～3 V”或“0～15 V”)，电流表应 选用的量程为_________(选填“0～0.6 A” 或“0～3 A”)，滑动变阻器应选用________ (选填“R1”或“R2”)。 0～3 0～0.6 A R1 由题图丙可知，电流小于0.6 A，故电流表应选用的量程为0～0.6 A；而电池的电动势约为1.5 V，故电压表应选用的量程为0～3 V；为了调节方便且满足实验要求(电流会超过R2的额定电流)，故滑动变阻器应选 用R1。 (2)根据实验要求在如图甲所示的虚线框中画出电路图，并连接实物图乙。 根据实验要求画出电路图，如图1所示。对照电路图连接实物图，如图2所示。 (3)测出几组电流、电压的数值，并 画出图像如图丙所示，由图像知该 电池的电动势E＝________ V，内阻 r＝________ Ω。 1.5 2.5 针对练．(2025·广州市白云中学高二期末)某同学用如图甲所示的电路来测定电池的电动势和内阻。 (1)图乙为连好的部分实物图，请根据原理图完成连线；为了安全，测量前，滑动变阻器的滑片应置于靠近________(选填“k”或“f”)处。 次数 1 2 3 4 5 U/V 1.37 1.32 1.24 1.10 1.05 I/A 0.12 0.20 0.31 0.50 0.57 f 根据原理图得出对应的实物图如图1所示；为了安全，测量前滑动变阻器接入电路的电阻应为最大，故开始时滑片应在靠近、f端。 (2)该同学测得如表中所示的五组数据。 根据数据在图丙中作出U-I图线。 根据描点法可得出对应的图线如图2所示。 (3)从图线中得到电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。(结果均保留3位有效数字) 1.46 0.733 (4)实验结果电动势E测量值与真实值相比_____；电源内阻r测量值与真实值相比_____。(均选填“偏小”、“偏大”或“不变”) 偏小 偏小 可以把电源与电压表看作一等效电源，则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值比真实值偏小；同理，此电路测得的内电阻是“等效电源”的内阻，即电压表与电池内阻的并联电阻，所以测得的内阻也小于真实值。 二　拓展创新实验 (2025·广东揭阳高二上期末)某物理兴趣小组自制了图甲所示的水果电池组。为了准确测量该电池组的电动势和内阻，进行以下操作： (1)先用多用电表粗测得水果电池组电动势E约为2.0 V，内阻r约为1 000 Ω。 例2 ①应该选择的实验电路是图______(选填“乙”或“丙”)； 丙 因水果电池的内阻远大于电流表内阻，与电压表内阻相差不大，且电流表内阻已知，则应该选择的实验电路是题图丙； ②实验电压表应选______(选填“V1”或“V2”)，滑动变阻器应选______(选填“R1”或“R2”)。 V1 R2 水果电池的电动势约为2.0 V，为了减小误差，实验中电压表应选量程3 V的V1，滑动变阻器应选阻值与电池内阻相当的R2。 (3)根据实验电路连接实物，调节滑动变阻器滑片位置，记下电压表示数U与电流表示数I的多组数据，作出U-I图像如图丁所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E＝_____________ V，内阻r＝___________________________ Ω。(结果均保留3位有效数字) 2.25(±0.01) 1.07×103(1.08×103也对) 返回 课 时 测 评 返回 1．(10分)用图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0(阻值1 Ω)起保护作用。实验测得的6组数据已在U-I图中标出，如图乙所示，请你根据数据点位置作出U-I图线，并由图线求出该电池的电动势E＝______ V，内阻r＝______ Ω。 1.50 0.875 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2．(10分)(2025·广东深圳高二上期末)某研究性学习小组在学习了原电池原理后，将铜片和锌片插入新鲜的橙子中制成一个水果电池，并利用下列所给器材测量橙子电池的电动势E和内阻r。 A．待测水果电池(电动势E约为2 V，内阻约为几百欧) B．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流为1 A) C．滑动变阻器(最大阻值为1 000 Ω，额定电流为0.1 A) D．电流表A(量程为3 mA，内阻为20 Ω) E．电压表V(量程为3 V，内阻约为3 kΩ) F．开关S，导线若干 2 3 4 5 1 (1)研究小组设计了甲、乙两种电路， 应选择______(填“甲”或“乙”) 电路。滑动变阻器应选择______ (填对应器材前的字母序号)。 甲 C 电流表A的内阻已知，对于电源电流表应采用内接法可以避免系统误差，因此电路选择甲；为了使调节过程中电流变化明显，滑动变阻器最大阻值应当比待测电源内阻大，所以滑动变阻器选择C。 2 3 4 5 1 (2)根据选择的电路，移动滑动变阻器的滑片， 得到电压表示数U与电流表示数I的多组数据， 作出U-I图像如图丙所示，根据图像和题中所 给信息，得到该水果电池的电动势______ V， 内阻______ Ω。 2.0 480 2 3 4 5 1 (3)如果不考虑偶然误差，根据选择的电路，电动势的测量值______(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。 等于 由题图甲可知，测得的电动势无系统误差，测量值等于真实值。 2 3 4 5 1 3．(10分)在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了如下器材和参考电路： 电压表V1(量程3 V，内阻约6 kΩ) 电压表V2(量程1 V，内阻约6 kΩ) 电流表A1(量程0.6 A，内阻约0.1 Ω) 电流表A2(量程2 mA，内阻约1 Ω) 滑动变阻器R1(最大阻值3 kΩ) 滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω) 定值电阻R3(阻值1 Ω) 开关，导线若干 2 3 4 5 1 (1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势(约1.0 V)和内阻(约500 Ω)。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。 因为电池的内阻较大，电流表分压不显著，所以电流表应相对于电源内接，定值电阻为1 Ω，对电路起不到保护作用，故没必要使用，应采用A电路。 A 2 3 4 5 1 (2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。 新干电池内阻较小，电流表分压作用明显，所以电流表应相对于电源外接，又因为干电池电动势为1.5 V，为了保护电路，应使用定值R3，故电路应选用C。 C 2 3 4 5 1 (3)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点如图。请画出U-I图像，并求出电动势E为________ V，内阻r为________ Ω。(结果保留2位小数) 1.49 0.11 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 4．(10分)(2025·广东广州高二上期末)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表A(0～0.6 A)、电压表V(0～3 V)、滑动变阻器R1(最大阻值30 Ω)、滑动变阻器R2(最大阻值250 Ω)、定值电阻R0为1.0 Ω、开关、导线若干。 2 3 4 5 1 (1)请根据图(a)中的电路图完成图(b)的实物连线。 由电路图可得实物图连线如图所示。 2 3 4 5 1 (2)为方便调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______(选填“R1”或“R2”)。 R1 2 3 4 5 1 (3)为使电压表的示数变化更明显，请将上 述器材的连线略加改动，在图(c)方框中画 出改动后的实验电路图。 2 3 4 5 1 (4)该同学利用(3)中改动后的正确电路进行实验， 根据测出数据画出的U-I图线如图(d)所示，则此 干电池的电动势E＝______ V，内阻r＝______ Ω。 (结果均保留到小数点后2位) 1.50 0.67 2 3 4 5 1 5．(10分)(2025·广东汕头高二上期末)某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。 实验器材： A．电池组(两节干电池) B．定值电阻R0＝2 Ω C．毫安表(量程为50 mA，内阻 Rg＝4.5 Ω) D．电压表(量程为3 V，内阻很大) E．滑动变阻器R F．电阻箱 G．开关 H．导线若干 2 3 4 5 1 (1)将电阻箱的阻值调至0.5 Ω，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为__________ mA。 500 2 3 4 5 1 (2)实验步骤如下： ①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到最__________(选填“左”或“右”)端； ②闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示 数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据描 绘在如图乙所示的坐标纸上，作出U-I图线。 左 为了保护电路，应使电路中电流最小，所以滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑片应滑到最左端。 2 3 4 5 1 (3)结合实验数据可以计算出两节干电池的总电动势E＝__________ V，总内阻r＝____________ Ω。(结果均保留2位有效数字) 3.0 2.0 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 (4)忽略电压表内阻__________(选填“会”或“不会”)对实验结果产生影响。 不会 由电路图分析可知，通过电流表的示数可算出干路中的电流。通过电压表可测出通过滑动变阻器的电压，再通过闭合电路欧姆定律计算，则可以准确得到电路中各部分的电压，所以忽略电压表内阻不会对实验结果产生影响。 返回 2 3 4 5 1 谢 谢 观 看 ！ 第 四 章　 　闭合电路 2 3 4 5 1 $