物理人教版（2019）必修第三册12.3 实验：电池电动势和内阻的测量（共14张ppt）

(共14张PPT)
人教版·高中物理·必修三
第十二章 电能 能量守恒定律
第3节 电池电动势和内阻的测量
2.电源电压守恒关系：
1.闭合电路欧姆定律：
E=I(R+r)
图象在横轴上的截距为短路电流I短
（U=0）
图象斜率的绝对值为电源内阻
（I=0）
E
I短
I/A
U/V
0
图象在纵轴上的截距为电源的电动势E
（2）路端电压和电流关系：U =E -Ir
等价变形
纯电阻电路
适用于任何电路
（1）路端电压和负载关系：U外随R的增大而增大，减小而减小
复习回顾
一、伏安法测电源电动势和内阻
基本原理
U：路端电压（或电源两端电压）;
I：干路电流，即通过电源的电流;
E：待测电动势；
r: 待测内阻；
闭合电路的欧姆定律：
电路设计
一、伏安法测电源电动势和内阻
电流表外接法
电流表内接法
一、伏安法测电源电动势和内阻
数据处理
方法一：公式法
改变R的值，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。
E=U2+I2r
E=U1+I1r
优点：简单
缺点：误差较大
一、伏安法测电源电动势和内阻
数据处理
纵坐标原点为0时的短路电流I
横坐标原点坐标为0时，纵截距表示电动势E
I短
方法二:图象法
E
图像斜率的绝对值等于电源内阻r
横、纵坐标原点可以不从0开始
E
I
r
=
短
注意：横或纵坐标的原点不从0开始，纵截距和横截距意义变化，但斜率意义不变
误差分析
一、伏安法测电源电动势和内阻
电流表外接法
U测 = U外
（准确）
I测 < I
（电压表分流）
电压表内阻一定，路端电压越大；电压表分流越多。路端电压为0时，没有分流误差，即I短准确。
实验结论：E测 记作:小外皆偏小
误差分析
一、伏安法测电源电动势和内阻
电流表内接法
U测 < U外
（准确）
I测 = I
（电流表分压）
电流表内阻一定，电流越大；电流表分压越多。电流为0时，没有分压误差，即U断准确。
实验结论：E测 =E真，r 测 > r真
记作:大内一偏大
【例1】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
注意：原点纵坐标不从0开始时
r=ΔU/ΔI=E/I短
r≠E/I最大（I最大≠I短）
（1）方法：
改变电阻箱阻值，读出并记录多组对应电阻、电压表示数
（2）原理式：
（3）数据处理：
①计算法：
②图像法：
解方程求平均值
求斜率K，利用斜率k=r/E,纵截距为1/E求电源电动势和内阻
（4）误差分析：电压表分流,相当于电流表外接法，小外皆偏小：E测＜E真 r测＜r真
（5）减小误差方法：尽可能用大阻值电压表;或RV已知，对误差补偿
电压表一表两用（阻是电阻箱不是变阻器也不是定值电阻）
二、伏阻法测电源电动势和内阻
（1）方法：
改变电阻箱阻值，读出并记录多组对应电阻、电流表示数
（2）原理式：
（3）数据处理：
①计算法：
②图像法：
解方程求平均值
求斜率K，利用斜率K=r/E,纵截距为1/E求电源电动势和内阻
（4）误差分析：电流表分压,相当于电流表内接法，大内一偏大：E测=E真 r测>r真
（5）减小误差方法：尽可能用小阻值电流表;或RA已知，对误差补偿
三、安阻法测电源电动势和内阻
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。
（流阻替代电压表）
A2
S
E,r
R
A1
A2
S
E,r
R
A1
计算式：E=I2R+(I1+I2)r
计算式：E=I2R+I1r
相当于电流表外接法
相当于电流表内接法
小外皆偏小：E测＜E真 r测＜r真
大内一偏大：E测=E真 r测>r真
四、安安法测电源电动势和内阻
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。
（压阻替代电流表）
S
E,r
R
V2
V1
S
E,r
R
V2
V1
计算式：E=U2+(U1/R)r
计算式：E=U2+(U1/R)r
相当于电流表外接法
相当于电流表内接法
小外皆偏小：E测＜E真 r测＜r真
大内一偏大：E测=E真 r测>r真
五、伏伏法测电源电动势和内阻
【例2】下图为测电源电动势和内阻电路，备有器材：一节待测干电池，电压表(0-3V)，电流表(0-0.6A，rA=1Ω)，滑动变阻器有R1(10Ω/2 A )和R2(100Ω/0.1A)。
(1) 实验中滑动变阻器应选用 ；
(2) 为使测量结果准确应按 电路进行实验；
(3)在实验得到如图的 U-I 图线 , 由图线可较准确求出该电源电动势
E = V ; 内阻 r = Ω。
A
V
乙
A
V
甲
R1
甲
1.50
0.89
1.5
0 0.1 0.2 0.3 0.4
0.9
1.1
1.3
1.2
1.0
0.8
1.4
I/A
U/V