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“实验：电池电动势和内阻的测量”，基于闭合电路欧姆定律，通过“如何测量未知电池的电动势和内阻”的问题导入，衔接伏安法、安阻法、伏阻法等测量方案，搭建从原理理解到实验设计的学习支架。 其亮点在于系统整合三种测量方案，结合科学思维（如等效电源法分析电表内阻误差、图像法处理数据）和科学探究（完整经历“原理推导—方案设计—实操测量—数据处理—误差分析”流程），课堂练习与教考衔接紧密。学生能提升实验操作与误差分析能力，教师可依托清晰结构高效开展教学。

人教版（2019）必修三教学课件 第十二章 电能 能量守恒定律 第三节 实验：电池电动势和内阻的测量 目录 contents 01.导入与素养目标 02.新课讲解 03.课堂练习 04.教考衔接 05.课堂小结 Part One 导入与素养目标 >>> >>> 1 新课导入 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？ 1 素养目标 物理观念 依托闭合电路欧姆定律 ，理解测电源电动势、内阻的实验原理。 掌握伏安法、伏阻法、安阻法三种测量方案的电路逻辑。 明确 U-I 图像截距、斜率对应的电动势、内阻物理含义。 科学思维 能根据器材设计测量电路，对比两种伏安接法的系统误差来源。 会用公式法、图像法处理实验数据，掌握图像线性拟合思想。 能利用等效电源法分析电表内阻带来的误差，提出减小误差的办法。 1 素养目标 科学探究 完整完成实验操作：电路连接、量程选择、多组数据采集、器材整理。 规范绘制 U-I 图像，舍弃偏离过大的异常数据点。 经历 “原理推导 — 方案设计 — 实操测量 — 数据处理 — 误差分析” 完整探究流程。 科学态度与责任 养成规范接线、及时断电保护电池、准确读数的严谨实验习惯。 理解电池内阻损耗规律，结合生活中老旧电池性能变化建立节能意识。 Part Two 新课讲解 >>> >>> 2 新课讲解 1. Ｕ：路端电压; Ｉ：通过电源的电流; E：待测电动势； r: 待测内阻； 2. 只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r 闭合电路的欧姆定律： E = U1 + I1r E = U2 + I2r 2 新课讲解 如何测量电源的电动势和内阻？下面，让我们通过实验进行探究。 实验目的 （1）测量电源的电动势和内阻。 （2）学习通过计算和作图分析处理实验数据。 2 新课讲解 电流表 电压表 滑动变阻器 开关、导线及坐标纸、铅笔 (选择量程接近电源电动势) 选用阻值较小的,最大阻值10 ~ 20Ω 被测电池 （干电池） 2 新课讲解 方案一：电流表，电压表，滑动变阻器 E= U + I r E=I R+ I r 方案二：电流表，电阻箱 方案三：电压表，电阻箱 E=U+ 伏阻法 安阻法 伏安法 2 新课讲解 V S A E，r V S A E，r 电流表内接法 电流表外接法 方案一：伏安法，电路图如图甲或乙所示。 2 新课讲解 A V S R 电流表外接法 2 新课讲解 (1)为什么选择利用图像处理数据？ 利用U-I 图像，可以更好地减小偶然误差的影响。 (2)图像中的U、I有什么物理意义？ U 代表路端电压，I 代表通过电源的电流。 (3)电动势和内阻怎么获得？ 纵轴截距——电动势E；斜率绝对值——内阻r。 2 新课讲解 方案二：使用电流表和电阻箱，电路图如图丁所示。 原理：E=IR+Ir。 测量多组数据并利用IR-I图像处理数据，如图戊所示。 丁 IR I O I1 I2 I2R2 I1R1 戊 2 新课讲解 方案三：电压表和电阻箱，电路图如图己所示。 原理： 己 U O U2 U1 庚 测量多组数据并利用 图像处理数据，如图庚所示。 2 新课讲解 1.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。如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速。 3.要测出不少于6组 I、U 数据，且变化范围要大一些； 4.画 U-I 图线时，应使图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； 注意事项 2 新课讲解 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，（但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而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； 6.画U-I 图线时，坐标轴的单位选择要恰当，使作出的图线基本充满整个区域为宜，不能使图线位于某一角上； 7.使用 U-I 图线计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻 r。 2 新课讲解 把电源和电压表看成一个整体，这样测得的就是这个整体的路端电压和通过这个整体的电流，计算出的就是这个整体的电动势和这个整体的内电阻。这个整体的电动势相当于开路时电压表所分得的电压，整体的电阻相当于电源和电压表并联的阻值。即： 伏安法-等效电源法 V S A E，r 2 新课讲解 伏安法-等效电源法 把电流表和电源看为等效电源，如图虚线框所示，这个等效电源的内阻r测为r 和 RA 的串联总电阻，也就是测量值，即 　　 等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压，也就是测量值，即 V S A E，r 2 新课讲解 闭合电路的欧姆定律： 测路端电压、电流 伏安法 测电流、外电路电阻 安阻法 测路端电压、外电路电阻 伏阻法 2 新课讲解 采用一个电阻箱、一块电压表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻 原理： 伏阻法 2 新课讲解 方法二:图像法 误差来源：电压表的分流。电压表内阻已知，可消除系统误差。 E测＜E真 r测＜r真 方法一:公式法 2 新课讲解 采用一个电阻箱、一块电流表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。 原理：E=I（R+r) 安阻法 2 新课讲解 误差来源：电流表的分压。电流表内阻已知，可消除系统误差。 E测=E真 r测>r真 方法一:公式法 方法二:图像法 E测=I1(R1+r) E测=I2 (R2+r) 2 新课讲解 安安法 采用一个定值电阻、两块电流表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。 原理： E=U+Ir A2 S E,r R A1 A2 S E,r R A1 2 新课讲解 采用一个定值电阻、两块电压表、一个电键和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。 原理： E=U+Ir S E,r R V2 V1 S E,r R V2 V1 伏伏法 Part Three 课堂练习 >>> >>> 课堂练习 3 课堂练习 3 课堂练习 3 课堂练习 3 课堂练习 3 课堂练习 3 课堂练习 3 课堂练习 3 Part five 课堂小结 >>> >>> 课堂小结 5 ① 实验原理：闭合电路的欧姆定律 （1）伏安法：如图甲所示，路端电压 ，改变外电阻R，测得多组U、I，代入公式或利用图像可求得电源电动势和内阻. （2）安阻法：如图乙所示，电源电动势 ，改变外电阻R可得到多组I，代入公式或利用图像可求得电源的电动势和内阻. （3）伏阻法：如图丙所示，电源电动势 ，改变外电阻R可得到多组U，代入公式或利用图像可求得电源的电动势和内阻. 测得内阻偏大 1 测得电源电动势和内阻均偏小 课堂小结 5 ① 以伏安法测量一节干电池的电动势和内阻为例 （1）确定电压表、电流表的量程，电流表用 0 ~ 0.6 A量 程，电压表用 0 ~ 3 V量程，按照电路图连接好电路. （2）把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路的 阻值最大. （3）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表有明显示数，记录一组数据(U1, I1)，读数后立即断开开关. （4）重复步骤（3），用同样方法测量6组U、I 的值，并填入事先绘制好的表格中. （5）断开开关，拆除电路，整理好器材. 2 课堂小结 5 数据处理（伏安法） （1）公式法：根据闭合电路的欧姆定律，列方程组 （2）作图法：由公式 ，对于一定的电源来说，E和r是常量，可将公式看成一个一次函数的表达式，它的U-I 图像是一条倾斜直线；以I为横坐标，U为纵坐标，用测定的几组U、I 值画出U-I 图像，如图所示，直线与纵轴的交点的纵坐标即为电动势E的值，直线斜率的绝对值即为电源内阻r的值. 3 感谢观看 Thanks $