4.3.2 安阻法和伏阻法测电池的电动势和内阻 课件-2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件聚焦安阻法和伏阻法测电池电动势与内阻，通过“无电压表/电流表如何测量”的问题导入，承接伏安法已有知识，引导学生设计替代电路，构建从已知到未知的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过问题链驱动实验设计，结合图像法（如1/I-R、1/U-1/R图像）培养科学思维，误差分析强化科学论证。课堂小结系统对比两种方法，助学生深化物理观念。学生提升探究与推理能力，教师获得结构化资源，提高教学效率。

第2课时 安阻法和伏阻法测电池的电动势和内阻 第四章 闭合电路 Physics 掌握用伏阻法和安阻法测电池的电动势和内阻的原理。 01 重点 会选用实验器材正确连接电路并进行实验数据处理。 02 重点 01 安阻法测电动势和内阻 伏安法测电池的电动势和内阻需要哪些器材？怎样设计电路？ 为减小误差，分别测出多组路端电压U 和电流 I 改变外电路的阻值—滑动变阻器 E=U+Ir 电压表、电流表 公司logo 公司logo 复习导入 若没有电压表，只有电池、电流表、电阻箱、开关、导线。怎样设计电路测电池电动势和内阻？ E=U+Ir E=IR+Ir 为减小误差，分别测出多组路端电流 I 和电阻R 通过公式或图像可求出E、r 改变外电路的阻值—电阻箱 电流表 数据处理 1.计算法 2.图像法 解方程组得E和r k= 由E=I(R+r)得=R+ R=E·-r k=E 用安阻法测苹果电池的电动势和内阻 误差分析 系统误差 电流表的分压 相当于把电流表电阻串入电源 E测=E真， r测=r真+RA > r真 若电流表内阻已知，可消除系统误差 1.(2024·广州市高二期末)一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)如图(a)所示是该同学正准备接入最后一根导线(虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①_______________ _____；②_______________________。  开关处于闭合 状态 电阻箱接入电路电阻为零 例题 (2)实验测出多组电阻箱阻值R和电流表示数I，并计算出数据，根据数据，在方格纸上作出了R-关系图像如图(b)。由图像可计算出该干电池的电动势为____ V；内阻为____ Ω(结果均保留三位有效数字)。  1.37 1.20 (3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图(c)所示，则该干电池的电动势应为_____ V；内阻应为_____ Ω。  1.37 1.00 (1)连接电路时，开关不应该闭合，应该保持断开状态；电阻箱要以最大阻值接入，然后再调小。 (2)由闭合电路欧姆定律有E=IR+Ir 得R=E·-r，可知R-图像的斜率表示电动势E，纵轴截距绝对值为内阻r， 可知E≈1.37 V，r=1.20 Ω (3)电流表的内阻RA== Ω=0.2 Ω 由闭合电路欧姆定律得E=IR+I(RA+r) 即R=E-(RA+r) 因此可知电动势不变，内阻为r=1.20 Ω-0.2 Ω=1.00 Ω。 2.某实验小组的同学利用实验室提供的实验器材，进行测量电池组电动势和内阻实验。可用器材如下： A.电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 Ω) B.表头A(量程0~200 μA，内阻RA=198 Ω) C.电阻箱R1(阻值调节范围0~99.9 Ω) D.电阻箱R2(阻值调节范围0~999.9 Ω) E.开关1个、导线若干 (1)该小组同学设计的实验电路分别如图(a)中的甲、乙所示，结合器材规格可知，电路图____(填“甲”或“乙”)较合适，且在实验过程中应将电阻箱____(填“R1”或“R2”)的阻值调为____ Ω，使改装后电表的量程为表头初始量程的100倍来完成实验。  乙 R1 2 (2)结合所选电路图，在图(b)中用笔画线代替导线将实物图连接完整。 (3)连接电路后，通过改变另一电阻箱接入回路的阻值R，记录多组表头A示数I和R的值，作出的关系图像如图(c)所示，则电池组的电动势E=______V，内阻r=_____ Ω。(结果均保留2位小数)  3.00 1.02 (1)结合所给器材规格可知，若采用电路图甲，电阻箱R2的阻值全部接入回路时，该表头的电流约为I≈≈2.5×10-3 A，大于表头的量程，不能完成实验。电路图乙较合适。结合电表改装原理，有100Ig=Ig+，则应将电阻箱R1接入回路的阻值调为2 Ω。 (3)由闭合电路欧姆定律得E=100I(R2++r) 变形得=R2+ 结合题图(c)得=，=100 联立解得E=3.00 V，r=1.02 Ω。 02 伏阻法测电动势和内阻 若没有电流表，只有电池、电压表、电阻箱、开关、导线。怎样设计电路测电池电动势和内阻？ E=U+Ir E=U+r 为减小误差，分别测出多组路端电压U 和电阻R 通过公式或图像可求出E、r 改变外电路的阻值—电阻箱 电压表 数据处理 1.计算法 2.图像法 解方程组得E和r |k|= 由E=U+ r 得：= + · 误差分析 系统误差 电压表的分流 相当于把电压表电阻并入电源 E测<E真 r测 <r真 E测 = E真< E真 r测 = r真< r真 3.某物理实验小组要测量一个手机锂电池的电动势和内电阻。已了解到该款锂电池在充电量为100%时的电动势为4 V左右，于是利用一个电阻箱R和一个R0=2 Ω的定值电阻以及一个电压表设计了如图甲所示的实验电路图。 (1)按照图甲所示的实验电路图，将图乙中的实物连接起来组成实验电路。 例题 (2)通过调节电阻箱R的阻值，可以读出电压表示数以及电阻箱接入电路的阻值，重复操作可以得到多组电压表的示数U以及对应电阻箱的阻值R，以为纵轴，为横轴，作出-的关系图线为一直线，如图丙所示。由图线可求得该手机锂电池的电动势E=____ V，内阻r=_____ Ω。(均保留2位有效数字) 3.7 0.22 (3)实验操作结束后，该实验小组考虑到电压表的内阻对电路的影响，进行了误差分析：该电池电动势的测量值与真实值相比______，内阻的测量值与真实值相比_____。(均填“偏大”“偏小”或“相等”)  偏小 偏小 (2)根据闭合电路欧姆定律有E=U+(R0+r) 解得=+ 根据-图像的斜率与纵截距有=0.27 V-1，= Ω/V 解得E≈3.7 V，r≈0.22 Ω (3)由于电压表的分流作用，流过电源的电流大于流过电阻箱的电流，当外电路短路时电流的测量值与真实值相等，电动势的测量值小于真实值，内阻的测量值小于真实值。 伏阻法 1.计算法：解方程组得E和r 数据处理 误差分析 原理 E=U+r 2.作图法： = + · 系统误差：电压表分流 E测<E真 r测 <r真 安阻法 1.计算法：解方程组得E和r 数据处理 误差分析 原理 E=IR+Ir 2.作图法：=R+ R=E·-r 系统误差：电流表分压 E测=E真 r测=r真+RA > r真 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! $使用直流2.5伏电压档粗测苹果电池的电动势，铜丝为正极，锌片为负极。读数为0.80服。由于苹果电池内阻较大，约为几十千欧，所以我们采用安相法来测量它的内阻，系统误差较小。根据闭合电路欧姆定律，E等于I乘以大R加I乘以小R我们可以得到I分之一等于E分之一倍的大R加上一分之小R这是一个2分之1与R的函数。我们可以建立一个坐标系，其横坐标为大R纵坐标为I分之1。I分之一与R成一次函数，图像应该是一个倾斜直线截距为B斜率。为K我们可以。得到电动势E等于K分之一，内阻小R等于K分之B根据电路图连接实验仪器。电键闭合。电阻箱。读数27千欧，电流二十五微安，将25千欧，电流26.0，变速箱23千瓦，电流27.0。电阻箱21千瓦，电流29.6。电阻箱24点千瓦，电流33.5。电阻箱17千瓦，电流36.6。电阻箱15千瓦，电流39.0。变速箱13千瓦，电流42.5。电阻箱11.5，电流47.5，计算。电流。的倒数前两次0.038。0.037，0.034，0.030。0.028，0.026。0.024 0.021点作图。第一个坐标点，横坐标27，纵坐标0.04。可以看到，这些点大致呈直线分布，剔除个别错误的数据，用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点能大致均衡地分布在直线两侧。根据图像，我们可以求得。截距B0.009. 斜率K0.00115。我们可以得到电动势E等于0.87服，内阻小R约为7.8千欧。