物理人教版（2019）必修第三册12.3测定电源电动势和内阻（共17张ppt）

(共17张PPT)
第十二章 电能 能量守恒定律
第3节 实验：电池电动势和内阻的测量
实验目的:
（1)掌握用电压表和电流表电阻箱测定电源电动势和内阻的方法；
(2)学会用U-I图线处理数据的方法；
（3）尝试进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的方法．
在前面的学习中，我们知道电池本身也存在电阻，也知道用伏安法可以测量灯泡的电阻，那么如何测量电池的内阻呢？
一、引入新课
今天我们来学习伏安法测定电源的电动势和内阻。
二、讲授新课
1、实验原理：E＝U＋Ir
需要测出U、I的值，有两个未知数，所以至少要测量两组数据，得到两个方程,从中解出E和r。
实验一：电压表、电流表测量
E＝U1＋I1r
E＝U2＋I2r
2、实验电路：
3、实验器材要求
滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10～20Ω
电流表：0～0.6A
开关和导线
被测旧干电池：内阻较大
电压表：0～3V
4、实验步骤
（2）记录数据（改变R值多测几次）
（1）按原理图连接实物图
名称 1 2 3 4 5
电压（V）
电流（I）
5、数据处理
（1）公式法
改变 R 阻值，从电流表和电压表中读取两组 I、U 值，代入方程组求解，多测几组数据，算出 E、r 取平均值。
方法二:图象法
E
I
r
=
短
R是直线的斜率的绝对值
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。
U
轴截距等于电动势
E
6、误差分析
电流表内接法相对于待测电阻(电源内阻)外接
IV
误差原因：电压表分流
IA=I总-IV 即 I真=IA+IV
I真
画出真实值U-I曲线
E测V
A
7、注意事项
①先画出电路图，这是连接实物图的依据．
②先连接干路，再连接支路，遵循“先串后并”的原则．
③注意电源的正负极，电表的正负接线柱，电表量程的选择以及滑动变阻器接线柱的合理选用．
④注意连线不能交叉，电键要能够控制电路．
⑤测干电池的电动势和内阻，应选用旧电池，内阻较大。
⑥用电压表和电流表测电池的电动势和内阻，应选用安培表的内接法.如只测电动势，可用外接法。
⑦根据图象求E、r误差较小
⑧特别要注意有时候图像的纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI |。
⑨U=0时的电流才是短路电流
例 1.在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内阻时 ，除备有被测电池 、开关和足够的导线外 ，还备有下列仪器可供选择：
A. 电流表(0～0.6 A) B. 电流表(0～3 A)
C. 电压表(0～3 V) D. 电压表(0～15 V)
E. 滑动变阻器(20 Ω，2 A)
F. 滑动变阻器(1700 Ω，0.3 A)
应该选用的仪器是 __________ (填器材前面的选项字母)。
ACE
例2.一个学生利用实验方法测得数据,根据这些数据,画出了如图所示的U－I 图象,从图中可得出电源电动势为 ______V，内阻为______Ω。
2.9
2.6
例3: 有一特殊电池，它的电动势约为9 V，内阻约为40 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图7甲所示电路进行实验，图中电流表的内阻RA＝5 Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9 Ω，R0为定值电阻，对电源起保护作用。
(1)本实验中的R0应选_____(填字母)。
A.10 Ω B.50 Ω
C.150 Ω D.500 Ω
(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势E＝________V，
内阻r＝________Ω。
C
10
45
小实验
测量水果电池的电动势和内阻
水果电池的内阻较大，容易测量。但实验时，内阻会发生明显改变。测量应尽量迅速，在内阻发生较大变化之前结束测量。