12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 课件 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电池电动势和内阻的测量”实验，通过问题“如何测量未知电池的电动势和内阻”导入，衔接闭合电路欧姆定律，以实验思路、器材、步骤为学习支架，引导学生从理论走向实践操作。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过图像法分析U-I图像（截距为电动势、斜率绝对值为内阻）、误差分析（系统与偶然误差）培养学生数据处理能力，课堂巩固含例题与实物连线题，助力学生深化理解，教师可直接用于实验教学，提升效率。

第3节 实验：电池电动势和内阻的测量 物理组 第十二章 电能 能量守恒定律 学习目标 1.知道伏安法测定电池电动势、内阻的原理和电路图。 2.会用伏安法测定电池的电动势和内阻。 3.会利用U-I图像求出电池的电动势和内阻。 4.尝试分析测量误差，了解实验中减小误差的方法 问题引入 电动势和内阻是电源的两个重要参量，若电池的电动势和内阻未知，我们该如何测量？有哪些测量方法呢？ 一、实验思路 1、根据闭合电路欧姆定律 2、改变负载电阻，可得到不同的路端电压. E，r不变 负载R增大 电流I减小 U内减小 U外增大 E，r不变 负载R减小 电流I增大 U内增大 U外减小 问题： 如何测电源的电动势E和内阻 r 呢？ E，r不变 E=U外+I r E，r不变 E,r 一、实验思路 根据闭合电路的欧姆定律： 只要测出几组（至少两组）U、I值就可列出两个方程 E = U1 + I1r E = U2 + I2r 联立可解出E、r的值 E,r 二、实验器材 待测电池一节、电流表(0-0.6 A)、电压表(0-3 V)各一块,滑动变阻器一只,开关一只,导线若干。 三、实验步骤 1.确定电流表、电压表的量程,按实验电路图连接好实物电路,并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。 2.闭合开关S,接通电路,将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动,从电流表有明显读数开始,记录一组电流表、电压表读数。 3.同样的方法,依次记录多组U、I值。 4.断开开关S,拆除电路。 四、数据处理 1.公式法 利用依次记录的多组数据(一般6组),分别记录如表所示: E=U2+I2r E=U1+I1r 四、数据处理 2.图像法 I短 E U 轴截距等于电动势 E 在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U、I值画出U-I图象。 r是直线的斜率的绝对值 短路电流 纵坐标可以不从0开始 E I r = 短 五、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 由于电压表分流IV,使电流表示数I小于电池的输出电流I真。I真=I+IV,而 ,U越大,IV越大,它们的关系可用如图表示。实测的图线为AB,经过IV修正后的图线为A'B,可看出AB的斜率绝对值和在纵轴上的截距都小于A'B,即实测的E和r都小于真实值。 六、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明显变化。 3.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。 六、注意事项 4.若干电池的路端电压变化不很明显,作图像时,纵轴单位可取得小一些,且纵轴起点可不从零开始。如图所示,此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E,但图线与横轴交点不再是短路电流,内阻要在直线上取较远的两点用 求出。 七、其他方案 1.安阻法 如图所示,由E=IR+Ir可知,如果能得到I、R的两组数据,也可以得到关于E和r的两个方程,于是能够从中解出E和r。这样,用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。 七、其他方案 2.伏阻法 如图所示,由 可知,如果能得到U、R的两组数据,同样能通过解方程组求出E和r。这样,除了以上两个方法外,还可以用电压表、电阻箱来测定电源的电动势和内阻。 课堂巩固 【例题1】 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。要求尽量减小实验误差。 (1)应该选择的实验电路是图中的　　　　(选填“甲”或“乙”)。 v 课堂巩固 (2)现有电流表(0~0.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材: A.电压表(0~15 V) B.电压表(0~3 V) C.滑动变阻器(0~50 Ω) D.滑动变阻器(0~500 Ω) 实验中电压表应选用　　　　;滑动变阻器应选用　　　　。(选填相应器材前的字母) v 课堂巩固 (3)按照你选择的电路和器材,把图中剩余的电路连接起来。 答案:(1)甲　(2)B　C　(3)如图所示 课堂巩固 【例题2】 在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中。 (1)备有如下器材 A.干电池1节 B.滑动变阻器(0~20 Ω) C.滑动变阻器(0~1 kΩ) D.电压表(0~3 V) E.电流表(0~0.6 A) F.电流表(0~3 A) G.开关、导线若干 其中滑动变阻器应选　　　　,电流表应选　　　　。(只填器材前的序号) 课堂巩固 (2)为了最大限度地减小实验误差,请在线框中画出该实验最合理的电路图。 课堂巩固 (3)某同学根据实验数据画出的U-I图像如图所示,由图像可得电池的电动势为　　　　 V,内阻为　　　 Ω。 课堂巩固 答案: (1)B　E (2)如图所示 (3)1.5　1 课堂巩固 1.(实验方案)为了测出电源的电动势和内阻,除待测电源和开关、导线以外,配合下列哪组仪器,不能达到实验目的(　　) A.一个电流表和一个电阻箱 B.一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器 C.一个电压表和一个电阻箱 D.一个电流表和一个滑动变阻器 答案:D 课堂巩固 2.(实物连线)(多选)某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为0~20 Ω,连接电路的实物图如图所示。关于该学生接线的说法正确的是(　　) A.滑动变阻器不起变阻作用 B.电流表接线有误 C.电压表量程选用不当 D.电压表接线不妥 答案:AD 课堂巩固 3.(数据处理与实物连线)某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内阻,备有下列器材: ①待测电池,电动势约为1.5 V(小于1.5 V) ②电流表,量程0.6 A ③电压表,量程1.5 V ④滑动变阻器,0~20 Ω ⑤开关一个,导线若干 课堂巩固 (1)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来。 (2)该小组由实验数据作出的U-I图像如图乙所示,由图像可求得电池电动势为　　　　 V,内阻为　　　 Ω。 课堂巩固 答案:(1)如图所示 (2)1.45　2.90 作业布置 1.课后习题Pg92 1-3题 2.优化设计 $