必修3 第12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课件(共13张PPT)

(共13张PPT)
实验：电池电动势和内阻的测量
A
V
S
R
一、实验原理
伏安法：E=U+Ir
E
r
=
I
短
O
I/A
U/V
.
E
.
I
短
U=-rI+E
r 测 < r真
r 测 > r真
E测 E测 = E真
误差来源于电压表的分流作用
误差来源于电流表的分压作用
实验时采用甲图所示电路误差较小
二、电路和器材的选择
A
V
S
甲
R
A
V
S
乙
R
2、仪器选择：
安培表：
0~0.6A
伏特表:
0~3V
滑动变阻器:
选用阻值较小的,最大阻值一般不超过20Ω
A
V
S
甲
R
三、实验步骤
1：按电路图连接实物图
A
V
S
甲
R
2、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大
3、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。
A
V
S
甲
R
I/A
U/V
注意事项
（1）选用恰当的实验器材，实验时，应选用较大内阻的电压表和较小电阻
值的变阻器电压表内阻越大，变阻器阻值越小，电流 表的读数就越接
近通过电源的真实电流，实验误差就会越小。
（2）干电池在电流较大时放电极化现象较严重，电动势E会明显下降，内电
阻r会明显增大，因此实验中不要将电流I调得过大，读电表要快，每次
读完立即断电。
（3）电键S闭合前，变阻器滑片应处于阻值最大处。
（4）要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要
第1、4为一组，第2、5为一组，第3、6为一组，求出平均值。
（5）在画U~I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直
线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减少误差。
（6）本实验由于干电池内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画图线
时，纵轴的刻度可以不从零开始，而且根据测得的数据从某一恰当值
开始。但这时图线和横轴的交点不是短路电，而图线与纵轴的截距仍
为电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。
四、数据处理
方法一：公式法
I/A U/V
1
2
3
4
5
6
E/V r/
1、4组
2、5组
3、6组
平均值
方法二：图象法
思考：考虑电压表的分流作用，大致画出U-I真实图线
E
r
=
I
短
O
I/A
U/V
.
E
.
I/A U/V
1
2
3
4
5
6
U/
I/
例1. 一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下图中画出U—I图线，并根据图线读出电池的电动势E= ，电池的内阻 r = Ω .
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
·
·
·
·
·
·
1.48
0.75
例2. 如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，
正确的是 ( )
v
A
解： E = U + Ir ， I=(IA +U/RV) ，由于电压表的分流作用，对于每个电压值U1 ，测得的电流IA小于总电流I1，U越大，I A跟I1相差越大， 画出的图线应为实线所示：
U
I
U1
IA
I1
所以内电阻的测量值小于真实值。
C
A .由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值； B. 由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值； C. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值； D. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值；
五、常见的电源电动势和内阻的测量思路 :
设计测E、r的其它方法及对应的误差分析
I-R法：
R1
A
R2
K1
K2
A
R
K
A
V
S
乙
R
U-R法：
V
R
K
K2
R1
V
R2
K1
A
V
S
甲
R