物理人教版（2019）必修第三册12.3实验：电池的电动势和内阻的测量（共25张ppt）

(共25张PPT)
12.3实验：测定电池的电动势和内阻
E r
闭合电路中的电流 I 跟电源的电动势E成正比，跟内、外电路的总电阻（R+r）成反比．
复习：闭合电路欧姆定律
外电压：.
内电压：
或：
或：
V
A
伏安法
A
电阻箱
安阻法
V
电阻箱
伏 阻 法
可变阻
方案一：伏安法
一、原理：
二、电路图：
(2) 连接电路，开始开关应处于断开状态,
滑动变阻器阻值调到最大.
(3)闭合电键，调节滑动变阻器滑片的位置，读出电流I、电压U的值,
重复 5 次 ,列表记录.
A
V
K
E,r
(1)检查:电表的指针是否指零及量程选择合适,
三、实验步骤
(4)整理好器材,
利用公式或U-I图象处理记录的数据,
求出电源的E和r.
三、实验步骤
实物连线图
①先干路、后支路
②导线不相交
③+、—正确
④量程适当
⑥滑动变阻器阻值最大
把所测量的数据代入U = E Ir，
计算出 ，
① 平均值法
同理，把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来，
用公式，
即为所测电源的电动势和内阻。
3
E
E
E
E
3
2
1
+
+
=
四、实验数据处理
② 图象法
I/A
U/V
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1.1
1.2
1.4
1.3
丙
1.5
U/V
0
0.5
1.0
1.5
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
*
*
*
*
*
*
甲
I/A
乙
0.5
1.0
1.5
U/V
0.2
0.3
0.4
0.5
0
0.1
（2）连线时，应使图线通过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点可舍去
（1）纵轴的刻度可以不从零开始，横坐标一般都是从0开始
图像法：画U—I 图线注意事项
（3）坐标轴的单位选择要恰当，使作出的图线基本充满整个区域为宜，不能使图线位于某一角上；
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
·
·
·
·
·
·
1.48V
0.75
(1)电池的选择:
为使实验中U随I的变化明显，应选用内阻较大的电池，可以用旧些的干电池，但过旧的电池虽然内阻大，但电动势不稳定，也不宜使用.
(2)防止电池极化:
电路中的电流较大时电池极化现象比较严重，会导致电动势明显下降和内阻明显增大. 因此通电时间越短越好，读完数据立即切断电源，要特别注意测量时绝不允许负载短路.
五、注意事项：
(3)作U-I图象时的注意点:
用作图法时，滑动变阻器阻值应在几欧至几十欧的较大范围内变化，使各组数据差别大些，实验数据要多取几组，
由于读数等偶然误差的存在，描出的点不完全在同一直线上,
五、注意事项：
真实值
测量值
r 测 < r真
E测 六、系统误差分析
方法一：U-I图像修正法
误差来源：电压表分流
A
V
甲
闭合电路的欧姆定律：
真实值
测量值
r 测 > r真
E测 = E真
六、系统误差分析
方法一：U-I图像修正法
A
V
乙
闭合电路的欧姆定律：
误差来源：电流表表分压
A
V
甲
E、r
方法二：等效电源法
A
V
乙
E、r
适合内阻较大的电源
适合测内阻较小的电源
r 测 < r
E测 r 测 > r
E测 = E
六、系统误差分析
电流表
电阻箱
电压表
电阻箱
方案二：安阻法
方法二：实验数据的图象法处理：
数据处理：
方法一：测量组数据，利用E=IR+Ir 解方程。
R
利用斜率和截距，
可以计算出E、r
一只电压表
一只电阻
箱
K
2
V
1
方案三：伏阻法
方法二：实验数据的图象法处理：
数据处理：
方法一：测量组数据，利用 解方程。
利用斜率和截距，
可以计算出E、r
例2
E r
A
R1
R2
例3. 如图示的电路中，R1 、R2为标准电阻，测定电源的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值 真实值，内阻的测量值 真实值，产生误差的原因是 。
等于
偏大
电流表有内阻
练习 在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的 （ ）
A. 一只电流表和一个滑动变阻器 B. 一只电流表和一只电压表
C. 一只电流表和一个电阻箱 D. 一只电压表和一个电阻箱
C D
E=I1（R1+ RA+ r） ①
E=I2（R2+ RA+ r） ②
例4. 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 ( )
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；
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
练习1 某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约1Ω，电压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω 2A)和 R2(100Ω 0.1A)各一只;
(1)实验中滑动变阻器应选用 (选填R1或R2).
(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.
(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的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.
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
V
A
图甲
图乙
R1
1.50
图线的斜率为0.7/0.37=1.85Ω r=1.85-RA=0.85 Ω
0.85