实验：电池电动势和内阻的测量课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptxVIP

第十二章：第3节

实验：测定电池的电动势和内阻;01;一、实验原理

闭合电路的欧姆定律

;二、实验思路

;三、测量数据处理方法

为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法。

1、代数法

利用U、I值多求几组E、r，计算平均值。

;2、图像法

以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据，在坐标系中描点，此时可大致看到，U－I图象是一条斜向下的直线。如图所示。

;由E=U+Ir得，U=-rI+E，则U-I图像中：

（1）纵轴的截距等于电源电动势E；

（2）横轴的截距等于外电路短路时的短路电流I0

（3）直线斜率的绝对值等于电源

电动势的内阻r。

;四、实验步骤

1、器材准备

待测电源(如干电池、水果电池等)、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等。

2、操作过程

（1）确定电流表、电压表的量程，按图所示电路把器材连接好，如图所示；

;

（2）把变阻器的滑动片移到最左端使阻值最大；

（3）闭合电键，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。并填入下表：;

（4）断开电键，整理好器材；

（5）以U为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，过这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内电阻。

;3、数据处理

（1）代数法

分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组：分别解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值E＝（E1＋E2＋E3）/3，r＝(r1＋r2＋r3)/3作为测量结果。

（2）图像法

把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图象，;使U－I图象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＝-rI+E可知：

（1）纵轴截距等于电源的

电动势E；

（2）路端电压为0时，横

轴截距等于外电路短路时

的电流;（3）直线斜率的绝对值等于电源的内阻

注意：有时候纵坐标不是

从0开始计数。

（4）若电源内阻r＝0(理想

电源)，则U＝E。;4、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（一般选用旧电池）和内阻较大的电压表。

（2）闭合开关前，一定把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端。

（3）在电流表有明显示数且稳定后，再快速读出电压表示数U和电流表示数I，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）一般来说电池的电动势和内阻都随着使用时间的增长而变化，实验时不要长时间通电，只是在读数时让电路接通，其他时间要断开电路。

（5）实验中U取值不能太小，一般不得小于1V，测得的U、I值不少于6组。

（6）若干电池的路端电压变化不很明显，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

两点求出，即：;?;经过IV修正后的图线为A′B，可看出AB的斜率绝对值和在纵轴上的截距都小于A′B，即实测的E和r都小于真实值。;

1、（多选）如图所示是某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是()

A、电源的电动势为6.0V

B、电源的短路电流为0.5A

C、电流为0.2A时的外电阻是28.4Ω

D、电源的内阻为12Ω;2、做“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验，可供选用的器材有：

A．电流表(量程：0～0.6ARA＝1Ω)

B．电流表(量程：0～3ARA＝0.6Ω)

C．电压表(量程：0～3VRV＝5kΩ)

D．电压表(量程：0～15VRV＝10kΩ)

E．滑动变阻器(范围：0～10Ω额定电流：1.5A)

F．滑动变阻器(范围：0～2kΩ额定电流：0.2A)

G．待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干;(1)请画出能使本实验测量精确程度较高的实验电路图。

(2)电路中电流表应选用__________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________。(填字母代号)

(3)如图甲所示为实验所需

器材，请按电路图连接实

物图。;小结;谢谢观赏！！！