专题：伏阻法和安阻法测量电源的电动势和内阻 课件-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

该高中物理课件聚焦伏阻法和安阻法测量电源电动势与内阻，通过回顾闭合电路欧姆定律导入，衔接电压表、电流表使用知识，搭建从原理理解到实验操作的学习支架，明确掌握实验原理、器材连接及数据处理的核心目标。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，采用代数法与作图法（如1/U-1/R、1/I-R图像）处理数据，系统误差分析对比测量与真实值，例题涵盖器材选择、数据计算等情境。学生能提升实验技能与误差分析能力，教师可获得系统实验教学资源，助力高效教学。

伏阻法和安阻法测量电源的电动势和内阻 专题： 第 4 章 1.掌握用伏阻法和安阻法测电源的电动势和内阻的原理(重点)。 2.会选用实验器材正确连接电路并进行实验数据处理(重点)。 学习目标 内容索引 二、安阻法测电动势和内阻 一、伏阻法测电动势和内阻 < 一 > 伏阻法测电动势和内阻 1.实验思路 由E= =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。实验电路图如图所示。 2.实验器材 电池、电压表、 、开关、导线。 U+Ir 电阻箱 3.数据处理 (1)代数法 改变电阻箱的阻值，得到U、R的两组数据，由E=U1+r，E=U2+r，即得E=，r=。多求出几组E和r，再分别计算它们的平均值，得到实验结果。 (2)作图法 根据实验数据作出-图像，如图所示，由E=U+r，得=·+，可知-图像中纵截距为，图线的斜率为，横截距为-。 4.系统误差分析 由于电压表内阻的影响，存在系统误差。如图所示，电压表的读数是准确的，但由于电压表的分流(IV)，电流的测量值()小于总电流，而且电压表的读数越大，分流越大；读数越小，分流越小。由真实值作出的图像如图中虚线所示。对比测量图线(实线)和真实图线，易得E测<E真，r测<r真。 　(2024·莆田市高二期中)如图甲所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图，已知电池组的电动势约3 V，内阻约2 Ω。现提供的器材如下： A.电池组 B.电压表V1(量程0~10 V，内阻约10 kΩ) C.电压表V2(量程0~3 V，内阻约3 kΩ) D.电阻箱R(0~999.9 Ω) E.定值电阻R1=4 Ω F.定值电阻R2=200 Ω G.开关和导线若干 例1 (1)如图所示，要尽可能精确测量电池组的电动势和内阻，实验中电压表V应选择　　 (选填“B”或“C”)，定值电阻R0应选择　　(选填“E”或“F”)；  C E 电池组的电动势约3 V，要尽可能精确测量电源的电动势和内阻，实验中电压表V应选择量程为0~3 V的C；为了使电压表示数变化明显，定值电阻R0应选择阻值较小的E。 (2)改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的-图像如图乙所示，则由图可得该电池组的电动势E=　　 V，内阻r=　　 Ω。  2.5 1 根据闭合电路欧姆定律可得E=U+(R1+r) 整理可得=·+ 可知-图像的纵轴截距为b==0.4 V-1 解得电动势为E=2.5 V -图像的斜率为k== A-1=2 A-1 解得内阻为r=2×2.5 Ω-4 Ω=1 Ω。 (3)该实验测得的电动势与真实值相比　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，内阻的测量值与真实值相比　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  偏小 偏小 从电路图可知，实验误差来源于电压表的分流，设电压表内阻为RV，根据闭合电路欧姆定律可得E真=U+(+)(R1+r真) 整理可得=·+ 可知-图像的纵轴截距为b== 可得E测=E真<E真 -图像的斜率为k== 由于E测<E真，可得r测<r真。 　要测量一电源的电动势E(小于3 V)和内阻r(约1 Ω)，现有下列器材：理想电压表(3 V和15 V两个量程)、电阻箱R(0~999.9 Ω)、定值电阻R0=3 Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计了如图甲的实验电路。 例2 (1)电路中定值电阻R0的作用是　　 　　　　　。  保护电源，防止短路 若无R0存在，当R调节到阻值为0时，外电路短路，有烧坏电源的危险，故R0的作用是保护电源，防止短路。 (2)请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。 答案　见解析图 如图所示，电压表选择3 V量程，开关置于干路。 (3)该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表示数U，得到两组数据：R1=2 Ω时，U1=2.37 V，R2=4 Ω时，U2=2.51 V。由这两组数据可求得电源的电动势E=　　V，内阻r=　　Ω(结果均保留三位有效数字)。  2.94 1.21 根据闭合电路欧姆定律，当电阻箱读数为R1=2 Ω时E=U1+r 当电阻箱读数为R2=4 Ω时E=U2+r 联立以上两式得E≈2.94 V，r≈1.21 Ω。 返回 < 二 > 安阻法测电动势和内阻 1.实验思路 如图所示，由E= 知，改变电阻箱的阻值，测出多组 、 的值，通过图像就可求出E、r的值。 IR+Ir I R 2.实验器材 电池、 、 、开关、导线。 电流表 电阻箱 3.数据处理 (1)代数法 改变电阻箱的阻值，得到I、R的两组数据，由E=I1R1+I1r，E=I2R2+I2r，可得E=，r=。求得多组E和r，分别求平均值作为实验结果。 (2)作图法 根据实验数据作出-R或R-图像，如图所示。 ①由E=IR+Ir得=R+，可知-R图像中纵截距为，图线斜率为，横截距为-r。 ②由E=IR+Ir得R=E·-r，可知R-图像中纵截距为-r，图线的斜率为E，横截距为。 4.系统误差分析 由于电流表内阻的影响，存在系统误差。如图所示，电流表的读数是准确的，但由于电流表的分压(UA)，电压的测量值(IR)小于路端电压，而且电流表的读数越大，分压越大；读数越小，分压越小。 由真实值作出的图线如图中虚线所示，对比测量图线(实线)和真实图线，易得E测=E真，r测>r真。 　(2024·福建泉州科技中学期中)某研究性课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究：一是电阻Rx(约为2 kΩ)，二是手机的锂电池(电动势E标称值为3.4 V，允许最大放电电流为100 mA)。在实验室备有如下实验器材： A.电压表V(量程4 V，内阻RV约为10 kΩ)； B.电流表A1(量程100 mA，内阻RA为25 Ω)； C.电流表A2(量程2 mA，内阻约为100 Ω)； D.滑动变阻器R(0~40 Ω，额定电流1 A)； E.电阻箱R0(0~99 999 Ω)； F.开关S一个、导线若干 例3 (1)为了测定电阻Rx的阻值，小组的一位成员设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应该选用　　(选填“A1”或“A2”)。他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。  A2 大于 通过电流表的最大电流约为Im== A=1.7×10-3 A=1.7 mA，故电流表应选用A2；由题图甲知电压表测的是待测电阻和电流表串联后的电压，他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，电压测量值大于真实值，则电阻测量值大于真实值。 (2)小组的另一位成员设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r，在实验中，他多次改变电阻箱阻值，取得多组数据，画出-R0图像为一条直线(如图丙)。 ①-R0图像在考虑电流表内阻的前提下的函数表达式为=　　　　　(用R0、E、r、RA表示)；  R0+ 根据闭合电路欧姆定律有E=I(R0+RA+r) 整理得=R0+ ②由图丙可知，该电池的电动势E=　　 V，内阻r=　　 Ω。(结果均保留两位有效数字)  由题图丙可得= V-1，=10 A-1 解得E≈3.3 V，r≈8.3 Ω。 3.3 8.3 　(2023·莆田华侨中学高二检测)某同学利用一个电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内电阻，使用的器材还有开关一个、导线若干，实验原理如图甲所示。 例4 (1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成其余电路的连接。 答案　见解析图 如图所示。 (2)调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是　　Ω。 2.3 由题图丙可知，电阻箱示数为R=0×100 Ω+0×10 Ω+2×1 Ω+0.1×3 Ω =2.3 Ω (3)接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，同时读出对应的电流表的示数I，并作记录，画出R- 关系图线，如图丁所示。则图线斜率的物理意义是　　　　　；若电流表内阻RA=0.2 Ω，由图线求得电源的电动势E=　　 V，内阻r=　　 Ω。  电源电动势 1.4 0.5 返回 由闭合电路欧姆定律可知E=I(R+r+RA) 变形得R=-r-RA 由此可知R- 图线斜率的物理意义是表示电源的电动势，即k=E= V =1.4 V 根据纵轴截距表示的物理意义，可知0.7 Ω=r+RA 即内电阻为r=0.5 Ω。 本课结束 第 4 章 $