物理人教版（2023）必修第三冊(cè) 12.3 實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量（共27張ppt）

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問(wèn)題與目標(biāo)

1.會(huì)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。（重點(diǎn)）

2.能夠應(yīng)用圖像法計(jì)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。（難點(diǎn)）

3.熟記伏安法，理解安阻法、伏阻法。（重點(diǎn)）

實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量

上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)到，閉合電路分為內(nèi)、外電路。外電路的各種物理量可以通過(guò)相應(yīng)的電表來(lái)測(cè)量；內(nèi)電路為電源內(nèi)部，是有電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的，那我們要怎么測(cè)量他們呢？

想一想

一、實(shí)驗(yàn)思路

1.伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r

如下圖所示，通過(guò)測(cè)量電流和電壓，應(yīng)用，就能測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r

2.采用安阻法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r

如下圖所示，通過(guò)測(cè)量電流、讀取滑動(dòng)變阻器電阻，應(yīng)用，將其中的路端電壓用代替，變?yōu)榫湍軠y(cè)定電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。

3.采用伏阻法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r

如下圖所示，通過(guò)測(cè)量電流、讀取滑動(dòng)變阻器電阻，應(yīng)用，將其中的路端電壓用代替，變?yōu)榫湍軠y(cè)定電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。

二、物理量的測(cè)量

以伏安法為例，在實(shí)驗(yàn)電路連接好后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，得到多組電壓、電流的數(shù)據(jù)。我們應(yīng)用2組數(shù)據(jù)和就可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但是這兩組數(shù)據(jù)不能具有代表性，所以在測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，我們可以多次測(cè)量數(shù)據(jù)，多次計(jì)算取平均值。

三、數(shù)據(jù)分析

1.伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r

②圖像法：根據(jù)測(cè)得多組數(shù)據(jù)，把得到的電流、電壓數(shù)值繪制直線圖。

如上圖，繪制完圖像后，把得到的數(shù)據(jù)以點(diǎn)的形式繪入表中。然后再畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)在直線上，或使所有點(diǎn)都在直線附近。向兩坐標(biāo)軸用虛線延長(zhǎng)直線，這時(shí)，計(jì)算直線的縱截距和斜率。

根據(jù)可知，縱截距代表電動(dòng)勢(shì)E，斜率代表內(nèi)電阻r，內(nèi)阻大?。?/p>

2.采用安阻法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r

圖像

3.采用伏阻法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r

圖像

4.誤差分析

（1）偶然誤差：主要來(lái)源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U-I圖像時(shí)描點(diǎn)不準(zhǔn)確。

（2）系統(tǒng)誤差：主要原因是電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比流過(guò)電源的電流偏小一些。U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就越大，將測(cè)量結(jié)果與真實(shí)情況在U-I坐標(biāo)系中表示出來(lái)。

如圖所示①為測(cè)量情況，②為真是情況，可見(jiàn)

1．如圖所示，在用一只電壓表和兩個(gè)定值電阻測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于未考慮電壓表內(nèi)阻，其測(cè)量值E、r與真實(shí)值E0與r0相比較，正確的是()

A．E＜E0r＜r0

B．E＝E0r＜r0

C．E＞E0r＞r0

D．E＞E0r＜r0

隨堂練習(xí)

解析本題的實(shí)驗(yàn)中，電壓表與電源并聯(lián)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的是二者并聯(lián)后的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．由于電壓表內(nèi)阻不可能是無(wú)限大，外電路斷路時(shí)電壓表兩端電壓略小于電動(dòng)勢(shì)，則E＜E0，并聯(lián)后總電阻小于電池內(nèi)阻，即r＜r0.

3．(多選)在用如圖所示的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，若有兩只電壓表V1和V2量程相同，內(nèi)阻RV1＞RV2；兩只電流表A1、A2，量程相同，內(nèi)阻RA1＞RA2，在該實(shí)驗(yàn)中，為了使E、r的測(cè)量精確些，選擇的電表可以是()

A．V1和A2

B．V2和A2

C．V2和A1

D．V1和A1

解析本題實(shí)驗(yàn)中電壓表與電池并聯(lián)，測(cè)量的結(jié)果是二者并聯(lián)后的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，為減少電壓表的影響，應(yīng)選內(nèi)阻大的電壓表．外電路中電流表與電阻串聯(lián)，實(shí)驗(yàn)中不要求知道電阻的阻值，將電流表和電阻合二為一即可，電流表測(cè)的就是它們的真實(shí)電流，因此對(duì)電流表內(nèi)阻要求不太嚴(yán)格．

4．用電流表、電壓表測(cè)電源(兩節(jié)干電池)的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，所給的器材有：

A．電壓表V(0～3V～15V)

B．電流表A(0～0.6A～3A)

C．滑動(dòng)變阻器R1(總電阻20Ω)

D．滑動(dòng)變阻器R2(總電阻1000Ω)

E．開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干

(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表量程應(yīng)選擇_________(填“0～3”或“0～15”)V，電流表量程應(yīng)選擇_________(填“0～0.6”或“0～3”)A，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_________(填選項(xiàng)