实验：电池电动势和内阻的测量PPT课件免费下载

人教版 (2019)高中物理必修 第三册课文《实验：电池电动势和内阻的测量》,完整版PPT课件免费下载，优秀PPT背景图搭配，精美的免费ppt模板。轻松备课，欢迎免费下载使用。

一、【学习目标】

理解测量电源的电动势和内阻的基本原理，体验测量电源的电动势和内阻的实验过程。2.会用解析法和图像法求解电动势和内阻。3.掌握利用仪器测量电源电动势和内阻的方法，并能设计简单的电路和选择仪器。

二、【课程主要内容】

实验方案设计1.伏安法：由E＝U＋Ir知，只要测出________的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，电路图如图所示。
2.安阻法：由E＝IR＋Ir可知，只要能得到______的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，电路图如图所示。
在不同的方案中需要的实验器材略有不同，分别如下：方法1：待测电池一节，电流表、电压表各一个，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干，坐标纸。方法2：待测电池一节，电流表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干。方法3：待测电池一节，电压表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干。
四、实验步骤(以方法1伏安法为例)1.电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按实验原理图连接好电路。2.把滑动变阻器的滑片移到一端，使其阻值最大。3.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)。用同样的方法测量几组I、U值。4.断开开关，整理好器材。5.处理数据，用解析法和作图法求出电池的电动势和内阻。
五、数据处理为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法：1.公式法利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如表所示：
把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图像，使U－I图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝E－Ir可知：
六、误差分析1.偶然误差主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确。2.系统误差
七、注意事项1.为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。2.实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化。
4.为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。

三、【典例剖析】

[例1] “利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻”，要求尽量减小实验误差。(1)应该选择的实验电路是图中的________(填“甲”或“乙”)。
伏安法测电动势和内阻实验原理和仪器选择
(2)现有开关和导线若干，以及以下器材：A.电流表(0～0.6 A)B.电流表(0～3 A)C.电压表(0～15 V)D.电压表(0～3 V)E.滑动变阻器(0～10 Ω)F.滑动变阻器(0～500 Ω)实验中电流表应选用________；电压表应选用________________________；滑动变阻器应选用________。(选填相应器材前的字母)
解析 (1)如果用乙电路，误差来源于电流表的分压，测量时将电流表内阻当成电源内阻的一部分，而电流表内阻与电源内阻很接近，故电源内阻测量误差大；用甲电路，误差来源于电压表的分流，因为电压表的内阻远大于滑动变阻器的电阻，故电压表分流很小，测量引起的误差小，故选择甲电路图。(2)电源电动势为1.5 V，因此电压表量程选择3 V，故选D；因干电池允许通过的电流较小，电流表量程选择0.6 A，故选A；为使电流表有较大角度的偏转，需选用全阻值小的滑动变阻器，故选E。答案 (1)甲 (2)A D E
方法总结 选择仪器时注意掌握的原则1.安全性原则，即一定要保证仪器的安全，对电表来讲不超量程，对滑动变阻器来讲不能超其额定电流。2.精确性原则，即要保证测量时读数精确，对电表来讲在不超量程的前提下，尽量选用小量程的，对欧姆表来讲尽量让指针指在中值刻度附近。3.方便性原则，此原则主要针对滑动变阻器来讲，在滑动变阻器控制电路时，电路的电压、电流的变化范围要尽可能大，以便获取多组测量值。
[例2] 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
伏安法测电动势和内阻数据处理和误差分析
其中滑动变阻器应选________，电流表应选________。(只填器材前的序号)(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。
(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。(填“大于”“等于”或“小于”)
(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。
解析 (1)滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因干电池内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可，故滑动变阻器应选B。(也可以从便于调节的角度来分析，应该选择阻值较小的滑动变阻器。)电流表的量程要大于电源允许通过的最大电流，对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0.5 A，故需要选择0～0.6 A，所以电流表应选E。(2)电路图如图所示。
(4)由于电压表的分流作用，使电流表读数总是比干路电流小，造成E测＜E真，r测＜r真。答案 (1)B E (2)见解析图 (3)1.5 1(4)电压表的分流 小于 小于
[例3] 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______________；______________。
安阻法测电动势和内阻实验原理和数据处理
由图像可计算出该干电池的电动势为________V(结果保留3位有效数字)；内阻为________Ω(结果保留2位有效数字)。
解析 (1)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。(2)根据闭合电路欧姆定律，得E＝I(R＋r)
描点连线后图像如图所示。
根据图像可知r＝1.2 Ω，图像的斜率为电动势E，
答案 (1)开关未断开 电阻箱阻值为零(2)见解析图 1.33(1.30～1.36均可) 1.2(1.0～1.4均可)
伏阻法测电动势和内阻的原理和数据处理
(1)电路中定值电阻R0的作用是_________________________________________。(2)请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。(3)该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表示数U，得到两组数据：R1＝2 Ω时，U1＝2.37 V，R2＝4 Ω时，U2＝2.51 V。由这两组数据可求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果保留3位有效数字)
解析 (1)若无R0存在，当R调节到0时，外电路短路，有烧坏电源的危险，故R0的作用是保护电源，防止短路。(2)如图所示，注意电压表量程选择。
(3)根据闭合电路欧姆定律，得
联立以上两式得E＝2.95 V，r＝1.22 Ω。答案 (1)保护电源，防止短路 (2)如解析图所示(3)2.95 1.22