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(共34张PPT)
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
电动势和内阻是电源的两个重要参量，若电池的电动势和内阻未知，我们该如何测量？有哪些测量方法呢？
干电池（约1.5V 1Ω）
伏安法
01
伏阻法
02
安阻法
03
安安法
04
伏伏法
05
方案一：伏安法
PART 01
实验原理
问题：如何测电源的电动势E和内阻 r 呢？
A
V
S
R
E,r
方法一：公式法
方法二：图像法
电路设计
电流表
电压表
滑动变阻器
开关、导线及坐标纸、铅笔
(选择量程接近电源电动势)
选用阻值较小的,最大阻值10 ~ 20Ω
被测电池
（干电池）
实验器材
实验电路
A
V
S
R
E,r
电流表外接法
2.把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端；
3.闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电 压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值；
4.断开开关，整理好器材；
1.确定电流表、电压表的量程，按原理图连接电路；
实验步骤
A
V
S
R
E,r
方法一：公式法
E=U2+I2r
E=U1+I1r
A
V
S
R
电流表外接法
数据处理
I短
E
在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出几组的U、I值画出U-I图象。
数据处理
方法二：图像法
1.电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处;
2.使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大，每次读完数后立 即断电，以免使电动势和内阻发生变化.如果使用的是水果电池，它的内阻虽然 比较大，但不够稳定，测量前要做好充分的准备，测量尽量迅速;
3.要测出不少于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些;
4.画Ｕ—Ｉ图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布 在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去;
注意事项
改进方案
改进1：纵坐标不从零开始
改进方案
改进2：加定值电阻充当等效内阻
拓展：
伏安法 误差分析
（1）电压表内阻越大，电压表分流越小，系统误差越小。
（2）电压表内阻已知，可求Iv，可消除系统误差。
1.误差来源：电压表分流。
U
I
O
测量值
真实值
电流表外接法
A
V
S
E, r
·
·
·
2.
E测适用 情况 ①内阻 r很小(干电池)
②滑动变阻器R阻值要小
3.说明：
方法一：U-I图像修正法①
1.误差来源：电流表表分压。
2.
A
V
S
E, r
·
·
·
电流表内接法
E测=E真 r测>r真
U
I
O
测量值
真实值
适用 情况 ①内阻 r很大(水果电池)
②滑动变阻器R阻值要大
方法一：U-I图像修正法②
（1）电流表内阻越小，电流表分压越小，系统误差越小
（2）电流表内阻已知，可求UA，可消除系统误差。
3.说明：
U/V
I/A
E测
I短
U/V
I/A
E测
I短
E真
E测r测U/V
I/A
E测
I短
E测=E真
r测>r真
U/V
I/A
E测
I短
E真
I短
方法一：U-I图像修正法总结
方案二：伏阻法
PART 02
采用一个电阻箱、一块电压表、一个开关和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。
V
E r
S
R
实验原理
原理：
方法二:图象法
误差来源：电压表的分流。电压表内阻已知，可消除系统误差。
方法一:公式法
数据处理
误差结果：E测＜E真 r测 ＜r真
误差分析
方案三：安阻法
PART 03
采用一个电阻箱、一块电流表、一个开关和导线若干, 测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。
原理：
A
S
E,r
R
实验原理
误差来源：电流表的分压。电流表内阻已知，可消除系统误差。
方法一:公式法
方法二:图象法
E=I1(R1+r)
E=I2(R2+r)
数据处理
误差分析
误差结果：E测=E真 r测 >r真
方案四：安安法
PART 04
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。
原理：
E=U+Ir
A2
S
E,r
R
A1
A2
S
E,r
R
A1
实验原理
方案五：伏伏法
PART 05
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。
原理：
E=U+Ir
S
E,r
R
V2
V1
S
E,r
R
V2
V1
实验原理
巩固提升
PART 06
测量电池
电动势和内阻
伏安法
安安法
伏伏法
伏阻法
安阻法
E=I（R+r)
课堂小结
【练习1】如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I图线，以下实验结论正确的是（　　）
A．电池内阻的测量值为3.50Ω
B．电池电动势为1.40V
C．外电路发生短路时的电流为0.40A
D．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数
B
课堂练习
【练习2】(多选)在测电源电动势和内阻的实验中（ ）
A．图（2）所示电路内阻测量比图（1）准确
B．图（1）所示电路电动势测量准确
C．图（2）所示电路，电动势测量准确
D．图（1）所示电路，内阻测量值比真实值偏小
CD
3．为了测量一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A．被测干电池一节
B．电流表：量程为0～0.6 A，内阻约为0.4 Ω
C．电流表：量程为0～0.6 A，内阻rA＝2 Ω
D．电压表：量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ
E．滑动变阻器：0～10 Ω，允许通过的最大电流为1 A
F．滑动变阻器：0～100 Ω，允许通过的最大电流为2 A
G．开关、导线若干
(1)为了尽可能减小误差，以及便于调节，电流表应选用________(选填“B”或“C”)，滑动变阻器应选用________(选填“E”或“F”)，并在图甲的方框内画出实验电路图。
(2)闭合开关后，通过调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I，作出U－I图像如图乙所示，由图像可知电池的电动势为E＝________V，内阻为r＝________Ω。(结果均保留2位有效数字)
(3)本实验________(选填“存在”或“不存在”)因电表内阻引起的系统误差。
4. 最近市面上有一种水果“果冻橙”，看起来像橙子，剥开又像橘子。这种橙子跟平时常吃的橙子口感不一样，不仅果肉嫩，味道更甜，被不少网友誉为“天然榨汁机”和“柑橘皇后”。某兴趣小组想要探究此“果冻橙”电池的电动势E和内阻r的大小(该电池电动势不足1 V，内阻大约1 kΩ)。玻璃皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极，并且备有下列器材：
A．电流表A(量程0～0.6 A，内阻很小)
B．电压表V1(量程0～1 V，内阻很大)
C．电压表V2(量程0～10 V，内阻很大)
D．电阻箱R(量程0～9 999 Ω)
E．开关和导线若干
(1)请根据以上器材，用笔将实物图甲连接成完整电路。
(2)甲图中的电压表应选_______(选填“V1”或“V2”)。
(3)连接好实物图后,闭合开关。改变电阻箱的阻值R，记录电压表对应的示数U，以为横坐标，为纵坐标，作出的图像如图乙所示，则“果冻橙”的电动势为____V，内阻为_____kΩ。(结果均保留2位有效数字)。
(4)该兴趣小组只将金属片插入深度增加后发现“果冻橙”电池的内阻变小了，导致这一现象的原因是___________________________________。(用电阻决定式的相关物理量做解释)

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