高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 实验：电池电动势和内阻的测量优秀课后复习题

12.3实验：电池电动势和内阻的测量 课前预习

（一）测定电池电动势和内阻的实验方案设计

（1）伏安法：由E=U＋Ir知，只要测出U、I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，用到的器材有___________、___________、___________、___________、___________，电路图如图所示。

（2）伏阻法：由E=U＋r知，如果能得到___________的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材是___________、___________、___________、___________，电路图如图所示。

（3）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，用到的器材有___________、___________、___________、___________，电路图如图所示。

（二）实验操作与数据分析

（1）实验步骤（以伏安法为例）

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，使其接入电路中的阻值最大。

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，用公式法或图像法求出电池的电动势和内阻。

（2）数据分析

①公式法

依次记录的多组数据（一般6组）如表所示：

分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值作为测量结果。

E=，r=。

②图像法

a.根据多次测出的U、I值，作U-I图像；

b.将图线两侧延长，纵轴截距的数值就是电池___________；

c.横轴截距（路端电压U=0）的数值就是短路电流；

d.图线斜率的绝对值等于电池的___________，即r==，如图所示。

（3）注意事项与误差分析

a.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。

b.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。

c.当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。

如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r=|求出。

（4）误差分析

a.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。

b.系统误差：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U-I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测＜E真，r测＜r真。

参考答案

【答案】（一）（1）干电池；电流表 ；电压表； 滑动变阻器 ；开关和导线若干 ；（2）电压表和电阻箱；干电池 ；电压表 ；电阻箱 ；开关和导线若干；（3） 电流表和电阻箱 ；干电池 ； 电流表 ； 电阻箱 ； 开关和导线若干;（二）②b.电动势；d.内阻