人教版（2019）高二物理 必修 第三冊 第十二章 第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)：電池電動勢和內(nèi)阻的測量(共32張PPT)

第三節(jié)實(shí)驗(yàn)：電池電動勢和內(nèi)阻的測量學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道測量電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理2.掌握實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)會根據(jù)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法．3．嘗試進(jìn)行電源電動勢和內(nèi)阻測量誤差的分析，了解測量中減小誤差的方法．重點(diǎn)難點(diǎn)：利用圖像法求電源的電動勢和內(nèi)阻；

實(shí)驗(yàn)誤差分析．電流表電阻箱電壓表電阻箱也可以用一只電流表和兩只定值電阻完成實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)原理1、圖像法處理數(shù)據(jù)真實(shí)值分析電阻箱A0.63-連接實(shí)物示意圖

實(shí)物圖連線問題1．先畫出電路圖，這是連接實(shí)物圖的依據(jù)．2．先連接干路，再連接支路，遵循“先串后并”的原則．3．注意電源的正負(fù)極，電表的正負(fù)接線柱，電表量程的選擇以及滑動變阻器接線柱的合理選用．4．注意連線不能交叉，電鍵要能夠控制電路．連接實(shí)物示意圖一只電壓表一只電阻箱兩只定值電阻圖2－5－12、K2V1圖像法處理數(shù)據(jù)真實(shí)值分析連接實(shí)物示意圖-315連接實(shí)物示意圖V3．電動勢E和內(nèi)阻r及路端電壓U可以寫成E＝U＋I(xiàn)r，如果能得到U、I兩組數(shù)據(jù)，就能解得電動勢和內(nèi)電阻，用_______和______加上一個(gè)滑動變阻器就能測定電源的電動勢和內(nèi)電阻．如圖2－5－1甲、乙所示．電壓表電流表VAVA甲乙

2-5-1連接實(shí)物示意圖乙二、實(shí)驗(yàn)步驟1.確定電流表、電壓表的量程，并將滑動變阻器的滑片移到使接入電路的阻值為________的一端，打開開關(guān)，按實(shí)驗(yàn)電路圖連接好電路．2．閉合開關(guān)S，接通電路，將滑動變阻器的滑動觸頭由一端向另一端移動，從電流表有明顯讀數(shù)開始，記錄一組電流表、電壓表讀數(shù)．3．同樣的方法，依次記錄多組U、I值．4．?dāng)嚅_開關(guān)S，_____電路．5．利用_______和_______求出電動勢和內(nèi)阻．最大值拆除公式法圖像法VAVAVAVA2．圖像法：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的幾組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，這些點(diǎn)大致分布在一條直線上，把明顯偏離的點(diǎn)舍去，用直尺畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，不在直線上的點(diǎn)大致均衡地分布在直線兩側(cè)．特別提醒：

若U軸上的數(shù)據(jù)不是從零開始的，則圖線與I軸的交點(diǎn)就不是短路電流．U/VOI/A電動勢短路電流E=______________；r=______________四、誤差分析1．電流表相對于待測電阻(電源內(nèi)阻)外接

IV誤差原因：電壓表分流方法一、圖像法IA=I總-IV即I真=IA+IVI真畫出真實(shí)值U-I曲線E測<E真，r測<r真VA

方法二：等效電源法。若把圖甲中的R和電流表看成外電路，則電壓表可看成內(nèi)電路的一部分，故實(shí)測出的是電池和電壓表這個(gè)整體等效的r和E.

電壓表和電池并聯(lián)，故等效內(nèi)阻r小于電池內(nèi)阻r真．

r測＜r真，

外電路斷開時(shí)，ab兩點(diǎn)間電壓Uab即等效電動勢E，此時(shí)電壓表構(gòu)成回路，故Uab＜E真，即E測＜E真

測量值實(shí)際上是等效電源的電動勢E′和內(nèi)阻r′，VRVrU測I測理想電壓表內(nèi)阻無窮大思考：三種測量的方法的誤差是否相同？K2V乙E測<E真

r測<r真2．電流表相對于待測電阻(電源內(nèi)阻)內(nèi)接誤差產(chǎn)生原因：電流表的分壓作用

方法一：圖像法

U測+UA=U真I測=I真畫出真實(shí)值圖像E測＝E真，r測＞r真

方法二：等效電源法

若把圖甲中的RA看成內(nèi)電阻的一部分，故實(shí)測出的是電池和電流表這個(gè)整體的等效電動勢E′和內(nèi)阻r′，r測＝r′＝r真＋RA＞r真，

由電動勢等于外電路斷路時(shí)的路端電壓可知，把電路從A、B處斷開，E測＝UAB＝E真，所以兩圖線交于縱軸上的同一點(diǎn)，即電池的電動勢處．E測=E真R測=RA+rAU測I測RA+r理想電流表內(nèi)阻為零思考：三種測量的方法的誤差是否相同？甲圖丙圖E測=E真

r測>r真注意：1、任一種電路都存在系統(tǒng)誤差

2、電源內(nèi)阻較小，不能采用甲圖測量電路，盡管電動勢的測量值準(zhǔn)確，但內(nèi)阻的測量誤差很大。因此要選用乙圖測量電路。

3、因電壓表、電流表的讀數(shù)以及作U-I圖線時(shí)描點(diǎn)不準(zhǔn)確造成的誤差是偶然誤差．乙（3）某研究性學(xué)習(xí)小組利用右圖所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如下圖所示的小試牛刀：R～1/I圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E＝

V，r＝

Ω。ARErS103.01.02.0–202468R/Ω解：E=I(R+r）

R=E/I-r在R～1/I圖線中，斜率等于電動勢的數(shù)值，

E=(10+0.9)/3.8=2.9V截距的絕對值等于內(nèi)阻的數(shù)值,

r=0.9Ω2.90.9變式．今有一個(gè)阻值為10Ω的定值電阻，一個(gè)電壓表，開關(guān)和導(dǎo)線若干，電壓表表盤上有刻度但無刻度值。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)能測定某電源內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐）。要求：①畫出實(shí)驗(yàn)電路圖

②簡要寫出完成接線后的實(shí)驗(yàn)步驟

③寫出需測量的量，計(jì)算電源內(nèi)阻的表達(dá)式

（1）電路如圖所示：

（2）主要步驟：斷開K2、閉合K1，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1

閉合K1

、K2

，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2

（3）電源內(nèi)阻：Ω

變式．有兩只伏特表V1和V2，量程已知，內(nèi)阻不知，另有一干電池，它的內(nèi)阻不能忽略，但大小未知。只有這兩只伏特表，電鍵和連接導(dǎo)線若干，要求通過測量計(jì)算出干電池的電動勢（已知電動勢不超過伏特表的量程）要求：①畫出測量時(shí)所用的電路圖

②以