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第十二章 电能 能量守恒定律
第3节 实验：电池电动势和内阻的测量
情境与思考
电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是什么呢？如果我们想比较下它们的电动势和内阻的关系应该如何设计实验呢？
本节课我们就一起来探讨下电池的电动势和内阻的测量方法。
实验五步曲
1. 实验目的 + 原理
2. 实验仪器及电路
3. 实验步骤 + 注意事项
4. 数据处理
5. 误差 + 结论
根据闭合电路欧姆定律，画出U-I图像，求出E和r
E = U + Ir
E = U1 + I1r
E = U2 + I2r
V
R
S
方法一：
伏安法
方法二：
方法三：
伏欧法
V
S
E,r
A
电阻箱
E = IR + Ir
E = I1R + I1r
E = I2R + I2r
安欧法
1. 实验目的 + 原理
R
S
A
E = U + Ir
E = U1 + I1r
E = U2 + I2r
方法一：
伏安法
V
S
E,r
A
电流表应选择______，
电压表应选择_______，
滑动变阻器应选择_______。
A
C
E
提供的器材有：
A. 电流表A1（0~0.6A）
B. 电流表A2（0~3A）
C. 电压表V1（0~3V）
D. 电压表V2（0~15V）
E. 滑动变阻器R1（10Ω、2A）
F. 滑动变阻器R2（500Ω、0.6A）
G.开关、导线
2. 实验仪器及电路
V
S
E,r
A
连接电路
注意：
①开关
②滑动变阻器
思考1：线“1”接开关左端可以吗？
思考2：线“2”接Q点可以吗？M点？
1
2
P
Q
M
——断开
——最大
3. 实验步骤 + 注意事项
N
V
S
E,r
A
E1 = U1 + I1r1
E1 = U2 + I2r1
方法一：
公式法
同理，用公式把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来，
即为所测电源的电动势和内阻
E
I/A
U/V
O
U = E - rI
方法二：
图像法
4. 数据处理
I短
I/A
U/V
次数 1 2 3 4 5
U/V 1.37 1.30 1.22 1.09 1.05
I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
U/V
I/A
O
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
这样的图线求解
E和r方便吗？
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
横坐标不从零
开始可以吗？
1.0
E
不可以！
0
（1）偶然误差：
选用电路图时，实验电路中的电流表也有内接法和外接法之分，两种方式测量都会带来误差
电压表和电流表的读数以及作U-I图象时描点不是很准确
（2）系统误差：
R
V
A
E,r
S
外接法
R
V
A
E,r
S
内接法
5. 误差 + 结论
U
I
E测
I0
O
U0
I短
误差分析：
外接法
作U = E - Ir图线如图所示（测量值）
★电源内阻比较小时，宜采用外接法
I真 = I + IV
可见U越大，IV越大，差值(I真 - I)就
∴ E测 < E真 ，
真实的U-I图线如图所示：
E真
I真
U = 0时，差值(I真 - IA)
r测 < r真
R
V
A
E,r
S
越大
也为0
误差分析：
内接法
作U = E - Ir图线如图所示（测量值）
U真 = U + UA
可见I越大，UA越大；差值(U真 - U)就
∴ E测 = E真 ，
真实的U-I图线如图所示：
★电源内阻比较大时，宜采用内接法
I
E
I0
U0
U
I测短
O
U真
I真短
I = 0时，差值(U真 - U)
r测 > r真
R
V
A
E,r
S
= (U + IRA)
越大
也为0
实验：测量水果电池的电动势和内阻
同学们，下课！

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