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新人教版 必修三
第十二章 电能 能量守恒定律
第3节 实验(第二课时)：
电池电动势和内阻的测量
新课引入
上节课我们学习了伏安法测电源的电动势和内阻，需要用电压表、电流表和滑动变阻器？
如果只有一个电流表没有电压表，如何能测出电源的电动势和内阻？还需要什么器材？如果只有一个电压表哪？
A
根据E=IR+Ir，测出两组I、R的值，就能算出电动势和内阻。
如果能得到I、R的两组数据，也可以得到关于E和r的两个方程，于是能够从中解出E和r。这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。
学习任务一：实验思路 (安阻法)
安培表：0~0.6A
电阻箱：0~999.9
被测干电池：内阻较大
电键和导线
学习任务二：需要测量的物理量
实验需要测量电流和电阻箱的阻值两个物理量，只要测出两组数据，通过联立方程可解得电动势和内阻，看起来比较简单，但误差比较大，只有多次测量，并对数据进行处理，才能减小误差。
物理量的测量
（1）方法一：公式法
E=I1(R1+r)
E=I2 (R2+r)
学习任务三：数据处理
1.实验数据处理
（2）方法二：图像法
绘制 图像
r = Eb=
E=
E=I (R+r)
学习任务三：数据处理
误差来自电流表分压。
E测 =E真
r测 = r真 +RA
若电流表内阻已知，可消除系统误差。
r测 > r真
b=
k=
r = Eb-RA=
E=
2.实验误差分析----方法一
学习任务三：数据处理
A
E r
S
R
RA
理想电流表
断路时，U=E；r测=r+RA
A
E r
S
R
E测=E真 r测>r真
学习任务三：数据处理
2.实验误差分析----方法二
V
R
S
E r
根据 测出两组U、R的值，就能算出电动势和内阻。如果能得到I、R的两组数据，也可以得到关于E和r的两个方程，于是能够从中解出E和r。这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻
学习任务一：实验思路 (伏阻法)
电阻箱：0~999.9
被测干电池：内阻较大
电键和导线
学习任务二：需要测量的物理量
实验需要测量路端电压和电阻箱的阻值两个物理量，只要测出两组数据，通过联立方程可解得电动势和内阻，看起来比较简单，但误差比较大，只有多次测量，并对数据进行处理，才能减小误差。
1.物理量的测量
V
R
S
E r
伏特表：0~3V
2.实验演示
学习任务二：需要测量的物理量
（1）方法一：公式法
学习任务三：数据处理
1.实验数据处理
（2）方法二：图像法
绘制 图像
r = Ek=
b=
E=
学习任务三：数据处理
误差来自电压表分流。
r测 < r真
E测 < E真
E测 = E真
r测 = r真
若电压表内阻已知，可消除系统误差。
学习任务三：数据处理
2.实验误差分析----方法一
此电路图与上图等价
此电路图与上图等价
强化巩固
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。
安安法（流阻替代电压表）
A2
S
E,r
R
A1
A2
S
E,r
R
A1
计算式：E=I2R+(I1+I2)r
计算式：E=I2R+I1r
相当于电流表外接法
相当于电流表内接法
小外皆偏小：E测＜E真 r测＜r真
大内一偏大：E测=E真 r测>r真
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。
伏伏法（压阻替代电流表）
S
E,r
R
V2
V1
S
E,r
R
V2
V1
计算式：E=U2+(U1/R)r
计算式：E=U2+(U1/R)r
相当于电流表外接法
相当于电流表内接法
小外皆偏小：E测＜E真 r测＜r真
大内一偏大：E测=E真 r测>r真
为了测量由两节干电池组成的电源的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0＝5 Ω为保护电阻.
(1)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路.
答案　如图所示
当堂达标训练
(2)保持开关S断开，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值.多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R.以 为纵坐标，以 为横坐标，画出 的关系图线(该图线为一直线)，如图丙所示.由图线可求得电池组的电动势E＝______ V，内阻r＝_____ Ω.(结果均保留两位有效数字)
2.9
1.1
解析　由闭合电路欧姆定律得 ，变形得 ，结合题图丙 图像可知纵轴截距为 图像的斜率 ，代入数据解得E≈2.9 V，r≈1.1 Ω.
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2.一同学测量某干电池的电动势和内阻.
(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________；_______________.
(2)实验测得的电阻箱阻值R和理想电流表示数I，以及计算出的 数据见下表：
R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0
I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26
/A－1 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8
开关未断开
电阻箱阻值为零
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由图像可计算出该干电池的电动势为_____________________V(结果保留三位有效数字)；内阻为________________ Ω(结果保留两位有效数字).
1.37(1.34～1.40均可)
1.2(1.0～1.4均可)
根据表中数据，在图中方格纸上作出 关系图像
　
根据闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r)，即
图像为直线，描点连线后如图所示，根据图像可知
图线的斜率为电动势，在图线上取两点（1.2，0.40）、（5，5.60）则
解析：在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，确保实验仪器、仪表的安全.
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