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“测量电源的电动势和内阻”核心知识点，以“土豆电池”“水果电池”等生活现象导入，衔接实验目的、器材、原理及数据处理方法，构建从生活到理论的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学态度，通过伏安法实验操作、图像法数据处理培养科学思维，结合土豆电池与干电池参数对比、能源危机等实例渗透社会责任。学生能提升实验能力和联系实际的意识，教师可利用完整实验方案及拓展内容优化教学。

土豆电池 1 测量电源的电动势和内阻 第四章 4.3 测量电源的电动势和内阻 3 测量电源的电动势和内阻 第四章 A V S 甲 R 三、实验原理和实验步骤 第1步：按原理图连接实物图（电流表用 0.6 A 量程，电压表用 3 V 量程） 5 第2步：把变阻器的滑片移到一端使其阻值最大 第3步：闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数。用同样的方法测量并记录几组U、I值 第4步：断开电键,整理好器材 四、实验步骤 第5步：处理数据 6 改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解。 多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值. 五、数据处理 1.方法一：公式法 此方法误差较大 E I短 E I r = 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图像. r等于直线的斜率的绝对值 2.方法二：图像法 五、数据处理 1、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处. 2、使用内阻较大一些的旧电池. 在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化. 3、要测出多组I、U数据，且变化范围要大一些. 4、画U-I图线时，应使直线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去. 5、画U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当的值开始，此时图线与横轴的交点不再是短路电流，图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r. 六、实验注意事项 9 1、本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。 U I 测量值 × × × 真实值 2、由U-I图线可知，该实验测量的的电动势E和内阻r都偏小。 E测＜ E真， r测＜ r真 I真 Iv A V K E,r I测 3、本电路适合测内阻较小的电池的电动势和内阻。 七、系统误差分析 I真＝ I测 A V K E,r 1、本实验中，存在的系统误差是由于电流表的分压引起。 U I 测量值 × × × 真实值 2、由U-I图线可知，该实验测量的电动势准确，但测量的内阻偏大。 E测=E真，r测 >r真 U真 U测 UA 3、本电路适合测内阻较大的电池的电动势和内阻。 七、系统误差分析 U真＝ U测+IRA 11 （拓学）任务三、测量电源的电动势和内阻的其他方案（指向检测目标1、2） 1. 利用数据采集器、电流传感器和电压传感器测量电源的电动势和内阻； 2.安阻法测量电源的电动势和内阻； 3.伏阻法测量电源的电动势和内阻。 解释前疑：土豆能给手机充电吗？ 干电池： E= 1.44V r=0.88Ω 土豆电池： E= 1.67V r= 11.27KΩ 15 小电池 大污染 一粒纽扣电池可污染60万升水，一节电池烂在地里会使一平方米土地失去利用价值！ 物理源于生活 全球能源危机 物理源于生活 17 【例1】在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电流表和电压表的内阻分别为0.1Ω和1kΩ，如图为实验原理图及所需器材图 （1）在图中用笔画线代替导线将器件按原理图连接成实验电路。 （2）一位同学记录的6组数据见表： 试根据这些数据在图中画出U-I图像，根据图像读出电池的电动势E=______________V，求出电池内阻r=_____Ω。（3）用该电路测量电动势和内阻，测量值和真实值的关系E测 E真，r测 r真（填“大于”“小于”“等于”） I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 1.46（1.45～1.47均可） 0.71（0.69～0.73均可） 小于 小于 【例2】用如图所示电路测量电源的电动势和内阻.实验器材：待测电源（电动势约3 V，内阻约2 Ω），保护电阻R1（阻值10 Ω）和R2（阻值5 Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干.实验主要步骤：①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关.②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I.③以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线（U、I都用国际单位）.④求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.回答下列问题：（1）电压表最好选用　　　　；电流表最好选用　　　　.（均选填器材的字母代号）A.电压表（0～3 V，内阻约15 kΩ）B.电压表（0～3 V，内阻约3 kΩ）C.电流表（0～200 mA，内阻约2 Ω）D.电流表（0～30 mA，内阻约2 Ω）（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大.则两导线与滑动变阻器接线柱的连接情况是　　　 .（选填字母）A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱（3）选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝　　　　，r＝　　　　，代入数值可得E和r的测量值. A C C ka k－R2 $