2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册 12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 课件(共18张PPT)

(共18张PPT)
12.3 电池电动势 和内阻的测量
复习回顾：
求解电源电动势 E 和内阻 r 的方法：
①利用闭合电路的欧姆定律公式求解电源电动势 E 和内阻 r ；
②利用闭合电路的 U―I 图像求解电源电动势 E 和内阻 r 。
U
I
O
电源的U―I图像
E
I短
新知讲解：
一、实验思路
测电池电动势与内阻
闭合电路
欧姆定律
已知路端电压、电流
已知电流和电阻
已知路端电压和电阻
伏安法
安阻法
伏阻法
新知讲解：
二、伏安法测电池的电动势和内阻
1.基本原理：
闭合电路的欧姆定律：E = U + Ir
路端电压
通过电源的电流
2.实验电路图：
3.数据记录：
实验次数 1 2 3 4 5 6
路端电压 U/V
干路电流 I/A
新知讲解：
二、伏安法测电池的电动势和内阻
4.数据处理：
方法一：解方程组法
E = U1 + I1r
E = U2 + I2r
r =
E =
联立解之：
方法二：图像法
电池的电动势E
内阻 r
U/V
I/A
O
电源的U―I图像
U = Ir + E
新知讲解：
二、伏安法测电池的电动势和内阻
5.误差分析：
①偶然误差：
a.由于电表读数不准引起的误差；
b.作图不准造成的误差；
c.测量过程通电时间过长或电流过大，会引起电动势和内阻变化等。
②系统误差：
在选用电路图时，实验电路中的电流表也有内接法和外接法之分，两种方式测量都会带来误差。
5.误差分析：
新知讲解：
二、伏安法测电池的电动势和内阻
A
V
S
甲
R
E r
V
S
A
乙
R
E r
若为理想电表，两电路图相同。
限流式：保护电路。
外接法
内接法
5.误差分析：
新知讲解：
二、伏安法测电池的电动势和内阻
E = U + Ir
路端电压
通过电源的电流
A
V
S
甲
R
E r
外接法
I测
ΔI
U
I
O
电源的U―I图像
r测 < r真
E测 < E真
电流表存在误差 （电压表分流）
E真
E测
ΔI
I真
ΔI =
U
I测
电压表存在误差 （电流表分流）
5.误差分析：
新知讲解：
二、伏安法测电池的电动势和内阻
E = U + Ir
路端电压
通过电源的电流
r测 > r真
E测 = E真
V
S
A
乙
R
E r
内接法
U测
ΔU
U
I
O
电源的U―I图像
r测 > r真
E真
E测
ΔU
U真
ΔU = IRA
U测
I
5.误差分析：
新知讲解：
二、伏安法测电池的电动势和内阻
A
V
S
甲
R
E r
外接法
V
S
A
乙
R
E r
内接法
等效电动势： E′ =
E
等效电阻： r′ =
E′ r′
< E
< r
E′ r′
等效电动势： E′ =
E
= E
> r
等效电阻： r′ =
r + RV
“大内偏大，小外偏小”
解之：
新知讲解：
三、安阻法测电池的电动势和内阻
1.原理： E = IR + Ir
E = I1R1 + I1r
E = I2R2 + I2r
r测 =
E测 =
2.图像分析：
R
O
3.误差分析：
E = IR + Ir
新知讲解：
三、安阻法测电池的电动势和内阻
通过电源的电流
有误差，不是路端电压
解之：
E = I1 (R1+RA) + I1r
E = I2 (R2+RA) + I2r
r真 =
E真 =
= E测
< r测
E′ r′
新知讲解：
四、伏阻法测电池的电动势和内阻
解之：
1.原理： E = U + r
E = U1 + r
E = U2 + r
r测 =
E测 =
2.图像分析：
O
E′ r′
< E真
< r真
R
V
E r
S1
S2
新知讲解：
五、粗测法
断开S2、闭合S1，记下电压表读数U1 ；闭合S1、S2，记下电压表读数U2 。
E = U1
E = U2 + r
r = R
E = U1
解之：
新知讲解：
六、伏伏法
闭合S1、S1，记下电压表V1的读数U1 ；闭合S1、断开S2，记下电压表V1的读数U1′ ，电压表V2的读数U2 。
E = U1 + r
E = U1′ + U2 + r
解之：
E =
E r
V1
S1
S2
V2
1.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中有如下器材：
A.干电池1节
B.滑动变阻器(0～20 Ω)
C.滑动变阻器(0～1 kΩ)
D.电压表(0～3 V)
E.电流表(0～0.6 A)
F.电流表(0～3 A)
G.开关、导线若干
(1)其中滑动变阻器应选_____，电流表应选_____。(只填器材前的序号)
课堂练习：
(2)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出最合理的电路图。
B
E


(3)某同学根据实验数据画出的 U－I 图像如下图所示，由图像可得到电池的电动势为________V，内阻为________Ω。
课堂练习：
1.5
1
(4)该实验误差的原因：____________；电动势的测量值________真实值，内阻的测量值________真实值。(填“大于”“等于”或“小于”)
电压表的分流
小于
小于