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3. 实验：电池电动势和
内阻的测量
第十二章 电能 能量守恒定律
情景导入
小明同学和小华同学分别设计了如图所示的甲、乙两种电路测量电源的电动势。
小明认为甲图外电路中只有电压表，电压表的示数即为电动势；
小华认为乙图中电压表接在电源两端，测量的是电源电压，即电源电动势。
根据所学知识思考：他们的做法正确吗？
V
甲
V
乙
●
●
1、甲图电路中电压表示数是不是电动势？为什么？
创设情景，提出问题
V
甲
V
乙
●
●
不是
2、乙图电路中电压表示数是不是电动势？为什么？
因为电压表实际是与电阻并联，测量的是电阻的电压
因为电源的内阻也分担一部分电压，电压表测量的是外电压
不是
3、根据闭合电路欧姆定律 ，如果想得到电源的电动势和内阻，我们需要什么数据？
或
电路的路端电压和总电流，而且至少需要两组数据
伏安法
创设情景，提出问题
4、如何设计电路测量需要的数据？
5、如果现在只有电流表没有电压表，根据闭合电路欧姆定律写出不含电压的变形式；根据此式，如果想得到电动势和内阻，除电流外还需要什么物理量的数据？实验中应该使用什么仪器？
安阻法
创设情景，提出问题
还需要外电阻R的数据，实验中应该使用电阻箱。
6、如何设计电路图测量需要的数据？
7、如果现在只有电压表没有电流表，根据闭合电路欧姆定律写出不含电流的变形式；根据此式，如果想得到电动势和内阻，除电压外还需要什么物理量的数据？实验中应该使用什么仪器？
伏阻法
创设情景，提出问题
还需要外电阻R的数据，实验中应该使用电阻箱。
8、如何设计电路图测量需要的数据？
9、电流具有热效应，电池用一段时间后会发热，内阻会变大，常用干电池的内阻较小，一般只有几欧姆。根据以上特点思考：本实验器材的选择和实验操作需要注意哪些方面？
创设情景，提出问题
实验时应该使电路中电流较小，每次记录好实验数据后需要立刻断开开关。
实验应选择内阻较大的旧电池和最大阻值与内阻大小相近的滑动变阻器。
1、按照图示电路连接实验装置，电流表选择0～0.6A量程，电压表选择0～3V量程。
制订方案，设计实验
2、将滑动变阻器滑片移动到阻值最大位置，闭合开关，测几组（I，U）值。闭合开关，改变滑片位置，使电流有明显示数，记下一组（I，U）值，断开开关。用同样方法，多次改变滑片位置，记录多组（I，U）值。
3、分析数据，计算电源电动势和内阻。
1、将数据记录到表格中。
分组实验，采集数据
方法一：方程法
方法二：图像法
2、计算电源的电动势和内阻。
实验序号 1 2 3 4 5 6
I/A
U/V
E=U2+I2r
E=U1+I1r
1、某同学实验完成后利用描点作图的方法处理数据，他得到的图像如图所示。得到这种图像的原因是什么？这样会给数据处理带来什么弊端？有哪些优化方法？
由 知，电源内阻较小导致路端电压变化较小
分析论证，得出结论
纵轴数据的可取范围太小，作图和计算过程中容易产生较大误差
可以让纵轴坐标不从零开始，或者给电源串联一个等效电阻
2、以下两种实验电路在测量时分别会产生怎样的误差？如何才能减小误差？
分析论证，得出结论
考虑电压表分流的方程
分析论证，得出结论
忽略电压表分流的方程
方程法
图像法
分析论证，得出结论
忽略电流表分压的方程
方程法
图像法
考虑电流表分压的方程
适用于内阻较大的电源（如水果电池）
分析论证，得出结论
适用于电流表内阻已知的实验
适用于内阻较小的电源
适用于电压表内阻已知的实验
【例1】在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中。
(1)备有如下器材
A.干电池1节；B.滑动变阻器(0～20 Ω)；C.滑动变阻器(0～1 kΩ)；D.电压表(0～3 V)；E.电流表(0～0.6 A)；F.电流表(0～3 A)；G.开关、导线若干
其中滑动变阻器应选______，电流表
应选______。(只填器材序号)
(2)为了最大限度的减小实验误差，
请在虚线框中画出该实验最合理
的电路图。
B
E
应用规律，反思改进
(3)某同学根据实验数据画出的U-I图像如图所示，由图像可得电池的电动势为______ V，内阻为______ Ω。
(4)写出该实验误差的原因：___________
_______；电动势的测量值______真实值，内阻的测量值______真实值。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
1.5
1
小于
小于
电压表分流
应用规律，反思改进
的影响
【例2】某同学选择了以下两种实验电路测量电池的电动势和内阻，如何处理数据才能方便的得出结果，实验会产生怎样的误差？
E准确
r偏大
E偏小
r偏小
应用规律，反思改进
E=IR+Ir
课堂小结
电压表分流 电流表分压 电压表分流 电流表分压
小内阻电源 大内阻电源 小内阻电源 大内阻电源
电压表内阻已知 电流表内阻已知 电流表内阻已知 电流表内阻已知
1、串联等效
在电路中，当电源与某一个定值电阻串联时，我们可以将电源与定值电阻看为一个整体，等效为一个新的电源，如图所示。
令电源电动势为 E0，内阻r0，定值电阻为R0，
新电源等效电动势为E1，等效内阻为r1。
当 ab 间外电路断路时，ab
两点间电压等于新电源电动势，
则 E1 =E0
电源与定值电阻串联，则 r1 =r0+R0
课外拓展
等效电源
课外拓展
2、并联等效
在电路中，当电源与某一个定值电阻并联时，我们可以将电源与定值电阻看为一个整体，等效为一个新的电源，如图所示。
令电源电动势为 E0，内阻r0，定值电阻为R0，
新电源等效电动势为E1，等效内阻为r1。
当 cd 间外电路断路时，cd两点间电压
等于新电源电动势，即电路中 AB 两点
间电压，则
电源与定值电阻并联，则

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