人教版高中物理必修第三册 第十二章 电能能量守恒定律 第2课时 实验伏阻法和安阻法测电池的电动势和内阻 课件(共41张PPT)

(共41张PPT)
第十二章　电能　能量守恒定律
3.实验：电池电动势和内阻的测量
第2课时　实验：伏阻法和安阻法测电池的电动势和内阻
核心素养 素养目标
科学思维 1.掌握伏阻法测电池电动势和内阻的原理.
2.掌握安阻法测电池电动势和内阻的原理.
科学探究 1.能够用电压表、电流表、电阻箱等实验器材进行实验，能够设计表格，分析实验数据，形成结论.
2.能够根据实验数据用图像法处理，减小误差.
一、伏阻法测电池电动势和内阻
U＋Ir　
电阻箱　


典题讲练
[典例1]　如图所示为某物理研究小组利用图甲所示电路测定干电池的电动势和内阻，现提供的器材如下：
A. 待测干电池（电动势约为1.5 V，内阻为几欧姆）
B. 电压表V1（量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ）
C. 电压表V2（量程为0～15 V，内阻约为15 kΩ）
D. 电阻箱R（0～99.9 Ω）
E. 定值电阻R0＝5 Ω
F. 开关和导线若干
解析：（1）待测干电池的电动势约为1.5 V，电压表应选择B.
B　

b－R0　
偏小　
偏小　
二、安阻法测电池电动势和内阻
教材认知
【知识梳理】
1. 实验思路
I（R＋r）　
I　
R　
电流表　
电阻箱　
由图像的斜率和截距求解.
甲 乙
解析：（1）在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，确保实验仪器、仪表的安全.
开关未断开　
电阻箱阻值为零
R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0
I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26
6.7 5.9 5.3 4.5 3.8
答案：（2）见解析图
1.37（1.34～1.40均可）　
1.2（1.0～1.4均可）　
三、实验拓展与创新
典题讲练
[典例3]　某实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻.使用的器材有：多用电表；电压表（量程为0～5 V，内阻为十几千欧）；滑动变阻器（最大阻值为5 kΩ）；导线若干.
回答下列问题：
解析：（1）多用电表使用前一定要电阻调零，即红、黑表笔短接后，调节电阻调零旋钮，使电流表满偏.
短接　
解析：（2）多用电表的红表笔对应电阻表内电源的负极，所以红表笔应接电压表的负接线柱，故红表笔接触2.
2　
解析：（3）多用电表读数＝倍率×表盘读数＝1 k×15 Ω＝15 kΩ，电压表的分度值为0.1 V，其读数为3.60 V.
15　
3.60　
解析：（4）滑动变阻器被短路，多用电表读数即电压表内阻，为12 kΩ.
12　
9.00　
15　
随堂检测
1. 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V（0～3 V和0～15 V两个量程）、电阻箱R（0～999.9 Ω）、定值电阻R0＝3 Ω、开关和导线若干.某同学根据所给器材设计如下的实验电路：
甲 乙
解析：（1）若无R0存在，当R调节到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.
保护电源，防止短路　
1
2
（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：（2）见解析图
解析：（2）如图所示，注意电压表量程选择.
1
2
2.79　
0.81　
1
2
2. 某同学设计了如图甲所示电路，测量定值电阻的阻值、电源的电动势和内阻，使用的器材有：待测定值电阻R1（约几欧）、待测电源E、电流表A、电阻箱R2（0～999.9 Ω）、开关两个及导线若干.
（1）请用笔画线代替导线在图乙中完成实物电路的连接.
答案：（1）见解析图
解析：（1）按原理图连线，如图所示.
1
2
最大值　
2.0　
1
2
6.0　
1.0　
大于　
1
2
1
2
课时作业（二十四）
[基础训练]
数字多用电表　
0.660　
1
2
3
4

1
2
3
4
2. 某同学用如图甲所示电路图测定电源E（电动势约为3 V，内阻约为1.5 Ω）的电动势和内阻.在实验室中找到了如下器材.
甲
A. 待测电源E（电动势约为3 V，内阻约为1.5 Ω）；
B. 电流表A（量程为0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω）；
C. 电阻箱R（最大阻值为99.9 Ω）；
D. 定值电阻，阻值4 Ω；
E. 定值电阻，阻值40 Ω；
F. 开关S，导线若干.
1
2
3
4
解析：（1）定值电阻作为保护电阻，阻值4 Ω即可，40 Ω会使得回路中电流取值范围太小，故选D.
D　
乙
3　
2　
1
2
3
4
解析：（3）由于电流表内阻的分压作用，使得电源内阻的测量值大于真实值.
大于
1
2
3
4
[能力提升]
3. 某实验小组测量电源电动势（2.5～2.9 V）和内阻（3～6 Ω），有以下器材：电阻箱R（最大阻值10.0 Ω），电流表A（量程为0～100 mA，内阻rA＝5.0 Ω），定值电阻R'＝1 Ω，开关和导线若干.
（1）请在虚线框中设计合适的实验电路图.
答案：（1）见解析图甲
解析：（1）根据题意可知，电流表量程偏小，小量程电流表改装成大量程电流表，必须并联一小电阻分流，则测量电源电动势和内阻的电路如图甲所示.
甲
1
2
3
4
（2）实验记录数据如表所示（其中I为电流表A的读数，R为电阻箱接入电路的电阻）.
项目 1 2 3 4 5 6
R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
I/mA 72.5 62.1 55.0 49.5 44.2 39.8
13.8 16.1 18.2 20.2 22.6 25.1
1
2
3
4
答案：（3）见解析图乙
乙
1
2
3
4

1
2
3
4
2.65（2.50～2.75均可）
4.34
（4.10～4.50均可）
1
2
3
4
4. （2024·黑吉辽卷）某探究小组要测量电池的电动势和内阻.可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻（阻值为R0）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干.他们设计了如图所示的实验电路原理图.
（1）实验步骤如下：
A　
1
2
3
4
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅰ；
④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅱ.
解析：（1）①闭合开关前，为了保护电路，应使电阻丝接入电路的阻值最大，金属夹应置于电阻丝的A端.
1
2
3
4


1
2
3
4