第4章 专题：测量电源的电动势和内阻 课件 (共34张PPT) 高一物理鲁科版（2019）必修三

(共34张PPT)
第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电
专题：测量电源的电动势和内阻
1
掌握用伏阻法和安阻法测电源的电动势和内阻的原理。
2
会选用实验器材正确连接电路并进行实验数据处理。
重点
重点
伏阻法测电动势和内阻
观察与思考
1.实验思路
2.实验器材
电池、电压表、电阻箱、开关、导线。
3.数据处理
(1)计算法：由 解方程组可求得E和r。
由图像的斜率和截距求解。
E＝U1＋_____
E＝U2＋_____
4.误差分析
电压表的分流造成电动势的测量值偏小，内阻的测量值偏小。
导练
1.(2023·福建厦门一中高二期中)如图甲所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图，已知电池组的电动势约为3 V，内阻约为2 Ω。现提供的器材如下：
A.电池组
B.电压表V1(量程0～10 V，内阻约10 kΩ)
C.电压表V2(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)
D.电阻箱R(0～999.9 Ω)
E.定值电阻R1＝2.0 Ω
F.定值电阻R2＝1 000 Ω
G.开关和导线若干
(1)如图甲所示，要尽可能精确测量电池组的电动势和内阻，电压表V应选择_____(选填“B”或“C”)；定值电阻R0应选择_____(选填“E”或“F”)；
C
E
由于电池组电动势约为3 V，故电压表选择C；
R2＝1 000 Ω的定值电阻阻值太大，使得电压表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故定值电阻选择E。
(2)改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的 图像如
图乙所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为－b、a，定值电阻的阻值
用R0表示，则可得该电池组的电动势为___，内阻为________；(均用字母表示)
(3)该实验测得的电动势与真实值相比_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，内阻的测量值与真实值相比_______(选填“偏大“偏小”或“不变”)。
偏小
偏小
2.要测量一电源的电动势E(小于3 V)和内阻r(约1 Ω)，现有下列器材：理想电压表(3 V和15 V两个量程)、电阻箱R(0～999.9 Ω)、定值电阻R0＝3 Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计了如图甲的实验电路。
(1)电路中定值电阻R0的作用是____________________。
保护电源，防止短路
若无R0存在，当R调节到阻值为0时，外电路短路，有烧坏电源的危险，故R0的作用是保护电源，防止短路。
(2)请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。
答案　见解析图
如图所示，电压表选择3 V量程，开关置于干路。
(3)该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表示数U，得到两组数据：R1＝2 Ω时，U1＝2.37 V，R2＝4 Ω时，U2＝2.51 V。由这两组数据可求得电源的电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω。(结果均保留三位有效数字)
2.94
1.21
联立以上两式得E≈2.94 V，r≈1.21 Ω。
安阻法测电动势和内阻
观察与思考
1.实验思路
如图所示，由E＝IR＋Ir知，改变电阻箱的阻值，测出多组I、R的值，通过图像就可求出E、r的值。
2.实验器材
电池、电流表、电阻箱、开关、导线。
3.数据处理
(1)计算法：由 解方程组求得E、r。
E＝I1R1＋I1r
E＝I2R2＋I2r
由图像的斜率和截距求解。
4.误差分析
电流表的分压引起系统误差，电动势的测量无偏差，内阻的测量值偏大(r测＝r真＋RA)。
导练
3.(2023·云南巍山彝族回族自治县第二中学高二月考)为了测量四节干电池组成的电池组的电动势E和内阻r，某同学设计了如图甲所示的实验电路。器材如下：
A.电池组(四节干电池：电动势约为6 V，内阻约为4 Ω)
B.电阻箱(最大阻值99.9 Ω)
C.电流表A1(量程3 A，内阻为0.5 Ω)
D.电流表A2(量程0.6 A，内阻为1 Ω)
E.定值电阻R01＝50 Ω
F.定值电阻R02＝5 Ω
G.开关一只，导线若干
(1)为提高实验的精确度，电流表应选用____；定值电阻应选用____。(均选填器材前的标号)
D
F
此时无论选择哪个电流表，都不能使其指针偏转达到量程的二分之一，从而造成读数误差较大，所以定值电阻应选F。
在这种情况下，回路中电流不超过
(2)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电流表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电流
值I及电阻箱的阻值R，并以 为纵坐标，以R为横坐标，作出两者的关系
图线如图乙所示(该图线为一直线)。
(3)根据图乙中所得图线，可求得电池组的电动势E＝_____ V，内阻r＝_____ Ω。(结果均保留两位有效数字)
6.1
4.0
根据闭合电路欧姆定律得
E＝I(r＋R02＋RA＋R)，
解得E≈6.1 V，r＝4.0 Ω。
4.(2023·福建莆田华侨中学高二阶段练习)某同学利用一个电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内电阻，使用的器材还有开关一个、导线若干，实验原理如图甲所示。
(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成其余电路的连接。
答案　见解析图
如图所示。
(2)调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是_____ Ω。
2.3
由题图丙可知，电阻箱示数为
R＝0×100 Ω＋0×10 Ω＋2×1 Ω＋0.1×3 Ω＝2.3 Ω
(3)接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，同时读出对应的电流表的示数I，
并作记录，画出 关系图线，如图丁所示。则图线斜率的物理意义是
___________；若电流表内阻RA＝0.2 Ω，由图线求得电源的电动势E＝____ V，内阻r＝____ Ω。
电源电动势
1.4
0.5
由闭合电路欧姆定律可知E＝I(R＋r＋RA)
根据纵轴截距表示的物理意义，可知0.7 Ω＝r＋RA
即内电阻为r＝0.5 Ω。