2020版高中物理（新教材）人教必修第3册：实验：电池电动势和内阻的测量

实验：电池电动势和内阻的测量外电路内电路 由导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。1.闭合回路的组成2.闭合电路的欧姆定律（1）内容：内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。（2）表达式：表达式：（3）适用范围：适用范围：外电路为纯电阻的闭合电路3.路端电压跟负载的关系4.路端电路与电流的关系外电压外电压内电压内电压在横轴上的截距表示电源短路电流图象斜率的绝对值表示电源的内阻内阻越大，图线倾斜得越厉害电流表电压表滑动变阻器 1.基本原理：一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验路端电压通过电源的电流 2.实验基本电路：RSE r 3.数据记录：一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验实验次数实验次数1 12 23 34 45 56 6电压电压U/VU/V电流电流I/AI/ARSE r 4.数据处理：一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验实验次数实验次数1 12 23 34 45 56 6电压电压U/VU/V电流电流I/AI/A但是由于数据的偶然误差大，使得实验结果的误差可能很大。方法一：解方程组法方法一：解方程组法 4.数据处理：一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验实验次数实验次数1 12 23 34 45 56 6电压电压U/VU/V电流电流I/AI/A方法二：图象法方法二：图象法 5.注意事项：一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验（1）电压表、电流表要选择合适的量程，使测量时指针的偏角大一些，减小读数时的误差。（2）为了使电池的路端电压变化较明显，电池的内阻宜大些。也可以将一个定值电阻与电池串联在一起作为电源，不过要注意测量结果减去定值电阻才是电池内阻。（3）干电池在大电流放电时，电动势会明显下降，内阻会明显增大，故在实验中，不要将电流调得过大，且读取电表数据要快，每次读完立即断开电键。5.注意事项：一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验 也就是说也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。6.误差分析：一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验（2）系统误差：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。6.误差分析：一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验内接法（安培表内接在并联电路之内的电路）内接法（安培表内接在并联电路之内的电路）E测 E真，r测 r真该电路适用于电源内阻很大该电路适用于电源内阻很大的情况的情况IEIUVUI测短OU路I真短 6.误差分析：一、伏安法测电源电动势和内阻实验一、伏安法测电源电动势和内阻实验为了减小系统误差，所选用的电压表的内阻应该大一些电压表的内阻应该大一些。所以应采用内接法内接法。变式一变式一 实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱和电流表，如何测？实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱和电流表，如何测？二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式（1）电路如图所示：122112()I IRREII221112I RI RrII（2）主要步骤：得：变式一变式一 实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱和电流表，如何测？实验中除了待测电池和电键导线外只有电阻箱和电流表，如何测？二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式（1）电路如图所示：122112()I IRREII221112I RI RrII（3）数据处理：1/IR0变式二变式二 实验中除了待测电源和电键导线外，只有电阻箱和电压表，如何测？实验中除了待测电源和电键导线外，只有电阻箱和电压表，如何测？二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式（1）电路如图所示：（2）主要步骤：由：求出电源的电动势和内阻111UEUrR222UEUrR变式三变式三 今有一个阻值为今有一个阻值为5 5 的定值电阻，一个理想电压表（量程大于电源电动势），开关及的定值电阻，一个理想电压表（量程大于电源电动势），开关及 导线若干，能否测电源电动势和内阻？导线若干，能否测电源电动势和内阻？二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式（1）电路如图所示：（2）主要步骤：电源电动势和内阻：变式四变式四 今有一个阻值为今有一个阻值为10 10 的定值电阻，一个电压表，开关和导线若干，电压表表盘上有刻的定值电阻，一个电压表，开关和导线若干，电压表表盘上有刻 度但无刻度值。请设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电度但无刻度值。请设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电 压量程大于电动势，电源内阻约为几欧）。压量程大于电动势，电源内阻约为几欧）。二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式（1）电路如图所示：（2）主要步骤：电源内阻：12122210NNNNrRNN变式五变式五 有两只伏特表有两只伏特表V V1 1和和V V2 2，量程已知，内阻不知，另有一干电池，它的内阻不能忽略，量程已知，内阻不知，另有一干电池，它的内阻不能忽略，但大小未知。只有这两只伏特表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干电但大小未知。只有这两只伏特表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干电 池的电动势（已知电动势不超过伏特表的量程）池的电动势（已知电动势不超过伏特表的量程）二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式（1）电路如图所示：（2）主要步骤：由上两式可得：