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

12.3 12.3 电池电动势和内阻的测量电池电动势和内阻的测量 一、实验目的一、实验目的 电池电动势和内阻的测量电池电动势和内阻的测量 二、实验原理二、实验原理 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律 如图所示，改变如图所示，改变R R的阻值，从电压表和电流表中读出几组的阻值，从电压表和电流表中读出几组I I、U U值，利用值，利用闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律求出几组求出几组E E、r r值，最后分别值，最后分别算出它们的平均值。算出它们的平均值。E=U+IrE=U+Ir三、实验器材三、实验器材 干电池，电压表，电流表，滑动变阻器，电键，导线、干电池，电压表，电流表，滑动变阻器，电键，导线、坐标纸、铅笔坐标纸、铅笔.四、实验步骤四、实验步骤 1 1选择好电流表、电压表量程，选择好电流表、电压表量程，0-0.6A 0-0.6A 按图连接好电路。按图连接好电路。0-3V0-3V 2 2把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大。把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大。3 3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据组数据(I I1 1，U U1 1)，用同样的方法测量几组，用同样的方法测量几组I I、U U值。值。4 4断开电键时，整理器材。断开电键时，整理器材。5 5处理数据，用公式法和图象法求出电动势和内阻的值。处理数据，用公式法和图象法求出电动势和内阻的值。五、数据处理五、数据处理 1.1.公式法公式法多测量几组多测量几组I I、U U的值，算出的值，算出E E、r r取取平均值平均值.五、五、数据处理数据处理 2.2.图像法图像法 图线跟纵轴交点即为电动势的值图线跟纵轴交点即为电动势的值E E；图线跟横轴交点即为短路电流图线跟横轴交点即为短路电流I I短短=；图象的斜率的绝对值即为内阻图象的斜率的绝对值即为内阻r r的值的值r r=。U=E-Ir 六、注意事项：六、注意事项：1 1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选选用已使用过一段时间的干电池用已使用过一段时间的干电池)。2 2电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E E会明显下会明显下降，内阻降，内阻r r会明显增大，因此，实验中不要将会明显增大，因此，实验中不要将I I调得过大。读数调得过大。读数要快，每次读完立即断电。要快，每次读完立即断电。3 3测出不少于测出不少于6 6组组I I、U U数据，且变化范围要大些，用方程组数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的求解时，要将测出的I I、U U数据中，第数据中，第1 1和第和第4 4为一组，第为一组，第2 2和第和第5 5为一组，第为一组，第3 3和第和第6 6为一组，分别求出为一组，分别求出E E、r r值再求平均值。值再求平均值。4 4画画U UI I图象时，要使较多的点落在这条直线上或使各点图象时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，以减小偶然误差。以减小偶然误差。六、注意事项六、注意事项5 5干干电电池池内内阻阻较较小小时时，U U的的变变化化较较小小，此此时时坐坐标标图图中中数数据据点点将集中在上部，呈现下部分大面积空间得不到利用将集中在上部，呈现下部分大面积空间得不到利用.一一般般可可使使纵纵坐坐标标不不从从零零开开始始，如如图图所所示示，把把坐坐标标的的比比例例放放大大，可使结果的误差减小，可使结果的误差减小，图图象象与与纵纵轴轴的的交交点点仍仍表表示示电电动动势势的的值值，但但图图象象与与横横轴轴交交点点不不表示短路电流，可用表示短路电流，可用 r r|U U/I I|计算出电池的内阻计算出电池的内阻r r。AV甲未考虑电表影响未考虑电表影响考虑电表影响考虑电表影响r r测测 r r真真 E E测测 E r r真真 E E测测=E=E真真解解得得比较得比较得解得解得E E、r r为为真实值真实值AV乙七、系统误差原因分析七、系统误差原因分析-计算法计算法AV甲r r测测 r r真真 E E测测 E r r真真 E E测测=E=E真真AV乙七、系统误差原因分析七、系统误差原因分析-图像法图像法UIO测量值真实值（1 1）电流表内阻越大，电流表内阻越大，电流表分压越大，电流表分压越大，系统误差越大。系统误差越大。（2 2）电流表内阻已知，可求电流表的电压，可消除系统误差。电流表内阻已知，可求电流表的电压，可消除系统误差。1.1.误差来源：误差来源：电流表分压。电流表分压。电流表示数越大，电流表分电流表示数越大，电流表分压越多。压越多。U-IU-I图像修正如图图像修正如图所示。所示。2.2.3.3.适用情况适用情况内阻内阻 r r很大很大(水果电池水果电池)AV甲七、系统误差原因分析七、系统误差原因分析-等效电源法等效电源法r r测测 r r真真 E E测测 E E真真AV乙七、系统误差原因分析七、系统误差原因分析-等效电源法等效电源法E E测测 =E=EAV甲七、系统误差原因分析七、系统误差原因分析-等效电源法等效电源法r r测测 r r真真 E E测测 Err真真 AV乙E=IR+IrE=IR+IrV VR R2 2V VR R1 12.2.电阻箱和电压表测定法电阻箱和电压表测定法-伏阻法伏阻法AV甲误差分析与右图相同：即误差分析与右图相同：即 E E测测 EE真真，r r 测测 r r真真 电阻箱电阻箱用一只电压表粗测电动势用一只电压表粗测电动势,直接将电压表接在电源两端直接将电压表接在电源两端,所测值近似认为是电源的电动势所测值近似认为是电源的电动势.此时此时U U=E E,需满足需满足R RV Vr r.同学们 再见！