第12章 4 第3节 实验：电池电动势和内阻的测量（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

该高中物理课件聚焦“电池电动势和内阻的测量”实验，课前知识梳理从原理、器材到误差分析搭建基础支架，典例分类讲解通过伏安法、伏阻法等多种方案延伸，形成连贯的知识脉络，帮助学生系统掌握实验要点。 其亮点在于以科学探究为主线，通过不同实验方案培养科学思维中的模型建构与科学推理，结合误差分析和实验创新提升科学探究能力。例题选用水果电池、电表改装等真实情境落实物理观念，学生能提升实验操作与数据分析能力，教师可直接利用系统资源优化教学。

第3节　实验：电池电动势和内阻的测量 1 课前知识梳理 1 典例分类讲解 2 内 容 索 引 随堂巩固落实 3 课前知识梳理 PART 01 第一部分 3 一、伏安法测电池电动势和内阻的实验原理 1．原理图如图所示 返回导航 二、实验器材 被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等。 三、实验步骤(以伏安法为例) 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，使其接入电路中的阻值最大。 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I、U值。 4．断开开关，整理好器材。 5．处理数据，用公式法或图像法求出电池的电动势和内阻。 返回导航 返回导航 2．图像法：(1)根据多次测出的U、I值，作U－I图像； (2)将图线两端延长，纵轴截距的数值就是电池电动势E； 返回导航 五、注意事项 1．为使电池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，防止干电池大电流放电时内阻r发生明显变化。 返回导航 4．为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。 返回导航 六、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：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些。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。 返回导航 七、实验创新(测电源E、r的其他方案) 返回导航 典例分类讲解 PART 02 第二部分 12 题型一　伏安法测电源电动势和内阻 (2025·河南洛阳市期中)某实验小组测量干电池的电动势和内阻，所用器材如下： 电压表(量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ)； 电流表(量程为0 ～0．6 A，内阻为1．0 Ω)； 滑动变阻器(阻值为0～50 Ω)； 干电池一节、开关一个和导线若干。 返回导航 (1)根据给出的实验器材，为准确地测量出电池电动势和内阻，图甲中电压表正极接线柱应连接接线柱__________(选填“①”或“②”)。 [解析]　因电流表内阻的准确值已知，为准确地测量出电池电动势和内阻，题图甲中电压表正极接线柱应连接接线柱①。 ① 返回导航 (2)正确连接后，某次测量中电流表指针位置如图乙所示，其读数为__________A。 [解析]　题图乙中电流表读数为0．24 A。 0．24 返回导航 (3)调节滑动变阻器阻值，测得多组电表读数，作出图丙所示的U－I图像，则待测干电池电动势E＝________V(结果保留2位小数)，内阻r＝________Ω(结果保留2位小数)。 1．48 0．70 返回导航 实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。电池内阻约为0．5 Ω。用电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻R0(阻值为2 Ω)、待测电池等器材组成图1所示的实验电路，由测得的实验数据绘制成的U－I图像如图2所示。 (1)图1的电路图为图3中的________(选填“A”或“B”)。 [解析]由实物图连接可知电流表外接，故题图1的电路图为题图3中的B。 B 返回导航 (2)如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图2得到该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。 4．5 0．5 返回导航 (3)实验后进行反思，若考虑到电表内阻的影响，发现上述实验方案存在系统误差。误差分析可知电源电动势和内阻的真实值与测量值的关系为：E真________E测，r真________r测(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。 [解析]不管是否考虑电压表内阻，电流表的短路电流都相同。若考虑电压表内阻对电路的影响，当电流表示数为0时，路端电压小于电动势，即电动势的测量值小于真实值。当电压表示数增大时，干路电流大于电流表示数，且差值越来越大，则图线与纵坐标截距和图线斜率的绝对值均变大，电源内阻的真实值大于测量值。 大于 大于 返回导航 题型二　伏阻法测电源电动势和内阻 某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表(可视为理想电压表)和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势E ＝ ________V，内阻r ＝________kΩ。(结果保留2位有效数字) 1．0 3．3 返回导航 返回导航 题型三　安阻法测电源电动势和内阻 返回导航 (1)某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为________Ω。 [解析]由电阻箱的读数规则可知，此时电阻箱的读数为0×100 Ω＋1×10 Ω＋2×1 Ω＋0×0．1 Ω＝12．0 Ω。 12．0 返回导航 保护电路 2．0 返回导航 题型四　安安法测电源电动势和内阻 为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材： ①待测干电池E(电动势约为1．5 V，内阻约为1．0 Ω) ②电流表G(满偏电流为3．0 mA，内阻为10 Ω) ③安培表A(量程为0～0．60 A，内阻约为0．1 Ω) ④滑动变阻器R1(0～20 Ω，2 A) ⑤滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，1 A) ⑥定值电阻R3＝990 Ω ⑦开关和导线若干 返回导航 (1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是______(选填“R1”或“R2”)。 [解析]因电源的内阻较小，为了多测几组实验数据，方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选择R1。 R1 返回导航 (2)把电流表G改装成电压表，需要把它与R3________联，改装后的量程是________V。 串 0～3 返回导航 (3)在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号。 [答案]图见解析 返回导航 (4)图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为安培表A的示数)，由该图线可求出被测干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω(结果均保留2位小数)。 1．45 0．90 返回导航 随堂巩固落实 PART 03 第三部分 30 1．(2025·山东省部分学校期中)在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中，电路图如图甲所示，可选用的实验器材有： 电压表V1(量程0～3 V)； 电压表V2(量程0～15 V)； 电流表A1(量程0～0．6 A)； 电流表A2(量程0～3 A)； 滑动变阻器R1(最大阻值为300 Ω)； 滑动变阻器R2(最大阻值为20 Ω)； 干电池、开关S、导线若干。 返回导航 (1)选择合适的器材：电压表应选_______，电流表应选_______，滑动变阻器应选_______(填写所选器材的符号)。 V1 A1 R2 返回导航 (2)测得的7组数据已标在如图乙所示的U－I坐标系上，用作图法求得干电池的电动势E＝________V和内阻r＝________Ω。(结果均保留3位有效数字) 1．50 1．00 返回导航 返回导航 (3)按照图甲的测量方法，某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在下列选项中，实线是根据实验数据描点作图得到的U－I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U－I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。下列图像中__________是该实验的分析。 A 返回导航 返回导航 2．(2025·湖北恩施州期中)为了同时测量一电源的电动势E、内阻r以及未知阻值的电阻Rx，某同学设计了一电路。实验室提供的器材如下：待测电源、待测电阻、电阻箱一个、内阻很小的电流表一只、单刀单掷开关两个和导线若干。 (1)为实现上述目的，请完善图甲中的实物连接。 返回导航 解析：为了同时测量一电源的电动势E、内阻r以及未知阻值的电阻Rx，根据提供的器材，实验电路图如图1所示，根据电路图得完整的实物连线如图2所示。 答案：见解析图2　 返回导航 a b－a 返回导航 返回导航 主要方法 原理 电路图 伏阻法(电压表、变阻箱) E＝U1＋r E＝U2＋r 安阻法(电流表、变阻箱) E＝I1R1＋I1r E＝I2R2＋I2r $