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

12.3实验：测定电池的电动势和内阻 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 实验思路 方案一：伏安法 公式法：注意事项 （1）开关闭合前，变阻器滑片位于电阻最大 （2）使用旧电池（内阻较大） （3）每次读完数后及时断电 （4）为减少误差，可多测几组数据，取平均值 4 路端电压U外随电流I变化的图象 ②横轴交点：短路电流I短 ③斜率的绝对值：电源的内阻r ①纵轴交点：电动势E 意 义 U外 I E I短 θ 0 0 5 一位同学记录的6组数据见表。根据数据画出U—I图线。 I/A U/V 0.12 1.37 0.20 1.32 0.31 1.24 0.35 1.20 0.50 1.10 0.57 1.05 6 U/ I/ 画出U—I图线后，根据图线判断电池的电动势E= ，内阻 r = . · · · · · · 1.48V 0.76Ω V I/A θ I/A U/V 0.12 1.37 0.20 1.32 0.31 1.24 0.35 1.20 0.50 1.10 0.57 1.05 7 （2）连线时，应使图线通过尽可能多的点，使 不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点可舍去。 （1）纵轴的刻度可以不从零开始，横坐标必须 从0开始。 U—I 图线注意事项 8 电流表外接法 2.实验原理图和实物图 2.实验原理图和实物图 电流表内接法 电流表内接法误差分析 1.误差来源： 电流表分压 电流越大，电流表分压越多，对应的 与 的误差越大 2.电动势和内阻的真实值和测量值关系的分析 ①图像分析法 当电源断路时，即电路中的电流为零时，路端电压的测量值和真实值相等： 当电源不断路时，电路中的电流不为零时，测量值与真实值的关系为 2.电动势和内阻的真实值和测量值关系的分析 ①图像分析法 由上面的分析作出电源的U-I图像，由图像可知： ②等效电源法 等效电源 把电流表和电源串联作为一个新电源 电动势的测量值等于真实值 内阻的测量值是电流表的电阻和电源的内阻的串联联值： ③解析式分析法 由右图可知，不考虑电流表的分压作用 由右图可知，若考虑电流表的分压作用 由以上两式可得 3.电流表内接法的适用条件和减小误差的方法 ①适用条件为：内阻较大的电源 由这两式 分析可得： ②因电流表的分压产生误差，故电流表的内阻越小，电流表两端的电压 就越小。所以选用阻值较小的电流表，可以减小误差。 电流表外接法误差分析 2.电动势和内阻的真实值和测量值关系的分析 ①图像分析法 1.误差来源：电压表分流 电压的值越大，分流越多，对应的 (即干路电流)与 (即电流表的示数)的差值 就越大 当电压表示数为零时，即电源短路，电流表和电源的电流相等，即 当电压表的示数不为零时，电流表电流和干路流的关系 ②等效电源法 电压表和电源组成一个新电源 电动势的测量值是电压表两端的电压 内阻的测量值是电压表的电阻和电源的内阻的并联 值 等效电源 ③解析式分析法 由右图可知，不考虑电压表的分流作用 可得 由右图可知，若考虑电压表的分流作用 可得 由以上两式可得： 3.电流表外接法的适用条件和减小误差的方法 ①适用条件为：内阻较小的电源 由这两式 分析可得： ②因电压表的分流产生误差，故电压表的内阻越大，通过电压表的电流 就越小。所以选用阻值较大的电压表，可以减小误差。 实验原理：伏阻法 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： 原理图 2.数据处理——平均值法 由 知，只要用电压表和电阻箱测出U、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，电路图如图所示. 2.数据处理——图像法 由 化简可得 图像与纵轴的交点即为电动势的倒数 图像的斜率为 图像与横轴的交点即为内阻的倒数负值 作出 的图像，如右图所示，由图像可得： 3.误差分析 ①误差来源：电压表的分流引起系统误差。 通过电源的电流我们认为是 实际通过电源的电流为： ②测量值和真实值的关系： ③消除误差的方法：电压表的分流。电压表内阻已知，可消除系统误差。 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。 实验原理：安阻法 原理： 原理图 2.数据处理——平均值法 由 知，只要用电流表和电阻箱测出I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，电路图如图所示. 2.数据处理——图像法 化简可得 图像与纵轴的交点即为电动势的倒数 图像的斜率为 由 图像与横轴的交点即为内阻的负数 作出 的图像，如右图所示，由图像可得： 3.误差分析 ①误差来源：电流表的分压引起系统误差。 不考虑电流表的分压作用： ②测量值和真实值的关系： ③消除误差的方法：电流表的分压，电流表内阻已知，可消除系统误差。 考虑电流表的分压作用： 测量水果电池的电动势和内阻 伏安法测电动势和内阻 电流表外接法 电流表内接法 实验原理 数据处理 公式法 图像法 等效电源法 误差分析 误差来源 两者关系 电压表分流 误差分析 误差来源 两者关系 电流表分压 伏阻法安阻法测电动势和内阻 伏阻法 安阻法 误差分析 误差来源 两者关系 电流表分压 实验原理 实验原理图 误差来源 两者关系 电压表分流 误差分析 实验原理 实验原理图 基础巩固 1．测量电池的电动势和内电阻是用新电池好还是用旧电池好？ 用旧电池好，旧电池的内阻比较大，容易测量． 2．随身听用电池当电源，连续几个小时地播放磁带，音质就会发生明显的改变，节奏变慢、音调变低，也就是说电池不能用了；但改听收音机时，仍能正常收听，这是为什么呢？ 播放磁带时，耗电荷量比较大，连续几个小时地播放，电池内阻变得比较大，导致路端电压变小，达不到播放磁带的供电电压，也就无法正常工作了；当改听收音机时，因为收音机的工作电流很小，虽然电池的内阻变大了，但内电压很小，路端电压仍能满足收音机的工作电压，所以收音机能正常收听． Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $