【物理】2023-2024学年高二上人教版（2019）必修第三册 实验：电池电动势和内阻的测量.pptx

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1、 12.312.3实验：电池电动势实验：电池电动势和内阻的测量和内阻的测量电动势和内阻是电源的两个重要参量，若电池的电动势和内阻未知，我们该如何测量？有哪些测量方法呢？方案一：伏安法方案一：伏安法基本原理（1）：路端电压;：通过电源的电流;E：待测电动势；r:待测内阻；（2）只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r闭合电路的欧姆定律：E=U1+I1rE=U2+I2r电路设计AVSE,r电流电流表表内内接接法法AVSE,r电流电流表表外外接接法法实验器材电流表电流表电压表电压表滑动变阻器滑动变阻器开关、导线及坐标纸、铅笔开关、导线及坐标纸、铅笔(选择量程接近电源电动势选择量程接近电源电动势

2、)选用阻值较小的选用阻值较小的,最最大阻值大阻值1010 20 20 被被测电池测电池（干电池）（干电池）实物图连接AVSR电流电流表表外外接接法法实验步骤2.2.把把变阻器的滑动片移变阻器的滑动片移到到使阻值最大的使阻值最大的一一端端；3.3.闭闭合开关，调节变阻器合开关，调节变阻器，使，使电流表有明显示数电流表有明显示数，记，记录一组电流表和电录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测压表的示数，用同样的方法测量并量并记录几组记录几组I I和和U U的值；的值；4.4.断断开开关，整理好器材；开开关，整理好器材；1.1.确确定电流表、电压表的量程，按原理图定电流表、电压表的量程，按原理图连

3、接连接电路；电路；数据处理方法一：公式法E=U2+I2rE=U1+I1rAVSR电流表外接法I短EU轴截距等于电动势E在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U、I值画出U-I图象。r是直线的斜率的绝对值短路电流纵坐标可以不从0开始EIr=短方法二：图像法数据处理注意事项1.电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处;2.使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化.如果使用的是水果电池，它的内阻虽然比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速;3.要测出不少于6组、数据，且变化范围要大一些;4.画图线时，应使图线通

4、过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去;5.画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当的值开始，（但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r;6.画U-I图线时，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；7.使用U-I图线计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻r。注意事项伏安法误差分析方法一：U-I图像修正法（1）电压表内阻越大，电压表分流越小，系统误差越小。（2）电压表内阻已知，可

5、求流过电压表的电流，可消除系统误差。1.误差来源：电压表分流。路端电压越大，电压表分流越多。U-I图像修正如图所示。UIO测量值真实值电流表外接法AVSE,r2.E测E真r测r真UIO测量值真实值适用情况内阻r很大(水果电池)滑动变阻器R阻值要大（1）电流表内阻越小，电流表分压越小，系统误差越小（2）电流表内阻已知，可求电流表两端电压，可消除系统误差。（3）说明：方法二：计算法不考虑电表影响考虑电表影响r测=r+RAr E测=E解得解得AVSE,r方法三：等效电源法r测rE测r真方法一:公式法方法二:图象法E测=I1(R1+r)E测=I2(R2+r)误差分析E测=I1（R1+r测）E测=I2（

6、R2+r测）E真=I1（R1+RA+r真）E真=I2（R2+RA+r真）1.不考虑电流表内阻时，得出的是E，r的测量值2.考虑电流表内阻时，得出的是E，r的真实值结论：E测=E真r测r真ASE,rR方案四：安安法方案四：安安法实验原理采用一个定值电阻、两块电流表、一个电键和导线若干,测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：E=U+IrA2SE,rRA1A2SE,rRA1方案五：伏伏法方案五：伏伏法实验原理采用一个定值电阻、两块电压表、一个电键和导线若干,测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。原理：E=U+IrSE,rRV2V1SE,rRV2V1测量电动势和内阻伏安法安安法伏伏法伏阻法安阻法

7、E=I（R+r)【练习1】（2022广东博罗县教师发展中心高二期中）如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I图线，以下实验结论正确的是（）A电池内阻的测量值为3.50B电池电动势为1.40VC外电路发生短路时的电流为0.40AD电压表的示数为1.20V时，电流表的示数【参考答案】B【练习2】（2022宁夏银川唐徕回民中学高二期中）(多选)在测电源电动势和内阻的实验中（）A图（2）所示电路内阻测量比图（1）准确B图（1）所示电路电动势测量准确C图（2）所示电路，电动势测量准确D图（1）所示电路，内阻测量值比真实值偏小【参考答案】CD【练习3】

8、某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势Ea和内阻ra，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得路端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势Eb和内阻rb，得到图乙中的图线b。由图线可知（）AEaEb，rarbBEaEb，rarbCEaEb，rarbDEaEb，rarb【参考参考答案】答案】D【练习4】（2022福建莆田华侨中学高二阶段练习）某同学利用一只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

9、中，已正确连接了部分电路，请完成其余电路的连接。()【练习4】（2）调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是_。（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,由图线求得电源的电动势E_V，内阻r_。【参考答案】2.3电源电动势1.40.5【练习5】（2022山西晋城市第二中学校高二阶段练习）为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学在实验室选择合适的器材，设计了如图甲所示的实验电路图，请完成下列问题：（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线替代导线补全图乙的实物图_；【练习5】（2）改变

10、电阻箱的阻值，测得多组实验数据绘出如图丙所示的图线，由图丙可得，电源电动势E=_，内阻r=_。（均用图丙中a、b表示）（3）实验误差分为系统误差和偶然误差，则造成该实验结果系统误差的主要原因是_。【参考答案】电压表的分流作用 b【练习6】（2022广东佛山实验中学高二学业考试）某小组为了测量手机锂电池的电动势（约3.7V）与内阻（约0.1），在实验室寻找到了下列器材：电压表V1（量程015V）；电压表V2（量程03V）；电流表A（量程00.6A）；滑动变阻器（阻值范围020）；定值电阻R0=2.0、导线、开关若干。（1）本实验选用的电压表为_（选“V1”或“V2”）；（2）小组先测得电流表的内阻为5.09，为了更精确测量电源电动势与内阻，应该选用的实验电路是图_（选“A”或“B”）；【参考答案】V2B【练习6】（3）改变滑动变阻器的滑片位置，获得多组数据，根据数据可以得出该电池的电动势为_V（保留3位有效数字），内阻为_（保留2位有效数字）【参考答案】3.600.11