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27张ppt）

(共27张PPT)
问题与目标
1.会测量电源的电动势和内阻。（重点）
2.能够应用图像法计算电动势和内阻。（难点）
3.熟记伏安法，理解安阻法、伏阻法。（重点）
实验：电池电动势和内阻的测量
上一节课我们学习到，闭合电路分为内、外电路。外电路的各种物理量可以通过相应的电表来测量；内电路为电源内部，是有电动势及内阻的，那我们要怎么测量他们呢？
想一想
一、实验思路
1.伏安法测电动势E和内电阻r
如下图所示，通过测量电流和电压，应用 ，就能测定电动势E和内电阻r
2.采用安阻法测量电动势E和内电阻r
如下图所示，通过测量电流、读取滑动变阻器电阻，应用 ，将其中的路端电压用 代替，变为 就能测定电动势E和内电阻r。
3.采用伏阻法测量电动势E和内电阻r
如下图所示，通过测量电流、读取滑动变阻器电阻，应用 ，将其中的路端电压用 代替，变为 就能测定电动势E和内电阻r。
二、物理量的测量
以伏安法为例，在实验电路连接好后，调节滑动变阻器的阻值，得到多组电压、电流的数据。我们应用2组数据 和 就可以得到实验结果。但是这两组数据不能具有代表性，所以在测量数据时，我们可以多次测量数据，多次计算取平均值。
三、数据分析
1.伏安法测电动势E和内电阻r
②图像法：根据测得多组数据，把得到的电流、电压数值绘制直线图。
如上图，绘制完 图像后，把得到的数据以点的形式绘入表中。然后再画一条直线，使尽可能多的点在直线上，或使所有点都在直线附近。向两坐标轴用虚线延长直线，这时，计算直线的纵截距和斜率。
根据 可知，纵截距代表电动势E，斜率代表内电阻r，内阻大小：
2.采用安阻法测量电动势E和内电阻r
图像
3.采用伏阻法测量电动势E和内电阻r
图像
4.误差分析
（1）偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确。
（2）系统误差：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U-I坐标系中表示出来。
如图所示①为测量情况，②为真是情况，可见
1．如图所示，在用一只电压表和两个定值电阻测定电源电动势和内阻的实验中，由于未考虑电压表内阻，其测量值E、r与真实值E0与r0相比较，正确的是(　　)
A．E＜E0　r＜r0　　
B．E＝E0　r＜r0
C．E＞E0　r＞r0　　
D．E＞E0　r＜r0
随堂练习
解析 本题的实验中，电压表与电源并联，实验测得的是二者并联后的电动势和内阻．由于电压表内阻不可能是无限大，外电路断路时电压表两端电压略小于电动势，则E＜E0，并联后总电阻小于电池内阻，即r＜r0.
3．(多选)在用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻的实验中，若有两只电压表V1和V2量程相同，内阻RV1＞RV2；两只电流表A1、A2，量程相同，内阻RA1＞RA2，在该实验中，为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是(　　)
A．V1和A2　　
B．V2和A2
C．V2和A1　　
D．V1和A1
解析 本题实验中电压表与电池并联，测量的结果是二者并联后的电动势和内阻，为减少电压表的影响，应选内阻大的电压表．外电路中电流表与电阻串联，实验中不要求知道电阻的阻值，将电流表和电阻合二为一即可，电流表测的就是它们的真实电流，因此对电流表内阻要求不太严格．
4．用电流表、电压表测电源(两节干电池)的电动势E和内阻r，所给的器材有：
A．电压表V(0～3 V～15 V)
B．电流表A(0～0.6 A～3 A)
C．滑动变阻器R1(总电阻20 Ω)
D．滑动变阻器R2(总电阻1 000 Ω)
E．开关S和导线若干
(1)实验中电压表量程应选择_________(填“0～3”或“0～15”)V，电流表量程应选择_________(填“0～0.6”或“0～3”)A，滑动变阻器应选择_________(填选项前的字母)．
(2)学生选择合适的量程和器材，按如图甲所示连接电路，作出了如图乙所示的U－I图线，根据图线求得电源的电动势E＝____________V，内阻r＝____________ Ω.