重庆市丰都中学高三物理《测定电源的电动势和内阻》课件(人教版)

人教版高中物理选修3—1第2章第10节 实验： 测定电 池的电 动势和 内阻( 共47张P PT)【P PT优秀 课件】 -精美 版
解析： 测量电池的电动势和内阻，要依据闭合电路的 欧姆定律E＝U＋Ir，想办法测出U、I，只有电压表，可以 结合电阻箱的阻值求出电流，两次列方程便可求解．
答案： (1)如下图所示
为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材： A．6.3 V蓄电池； B．干电池一节； C．电压表V(0～3 V～15 V，内阻约为3 kΩ，15 kΩ) D．电流表A(0～0.6 A～3 A，内阻约为10 Ω，2 Ω)； E．电流表G(满偏电流3 mA，内阻Rg＝10 Ω)； F．变压器；
G．滑动变阻器(0～20 Ω)； H．滑动变阻器(0～1 000 Ω)； I．电阻箱(0～9 999 Ω)； J．开关、导线． (1)用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻，应 选用的变阻器是________(用代号回答)． (2)根据实验要求，用笔画线代替导线在下图上连线．
(1)如上图甲所示，在闭合开关之前为防止电流表过载， 滑动变阻器的滑动触头P应放在________端．
(2)图乙是根据实验数据画出的U－ I图象．由此可知被 测电源的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.
答案： (1)a (2)1.5 1
3．为了测定一节干电池的电动势和内阻，在下图给出 两种实验电路图，由于一般电池的内阻较小(比电压表的内 阻小得多，与电流表的内阻相差不多)．所以为使测量结果 比较准确，应选用图________所示的电路．
用同样的方法测量几组I，U值，填入表格
次数 I(A) U(V)
123456
4.断开开关，整理好器材．
□ 数据处理 依据以上实验步骤测得数据，可以用以下两种方法得到 结果． 1．求平均值法 利用测得的U、I值，求出E、r 利用：E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r 求出E1、r1； 利用：E＝U3＋I3r，E＝U4＋I4r 求出E2、r2；

(3)直线与 U 轴的交点表示 I＝0，属于断路的情况，这 时的电压 U 等于电源的电动势，直线与横Байду номын сангаас的交点表示 U ＝0，属于短路的情况，此时的电流为短路电流 I 短，则电源 内阻 r＝IE短.
【特别提醒】 如果实验中选用电池的内阻较小，则U 的变化较小，此时坐标图中的数据点呈下图甲所示的状况， 下面大部分空间得不到利用，为此可使坐标轴不从零开始如 下图乙所示，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小 些．
答案： (1)G (2)见解析图(a) (3)见解析图(b) 1.50 0.80 (4)偏小 偏小 (5)见解析图(c)
某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同 学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室 只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标 准电阻用)、一只电流表(量程Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω)和若 干导线．
利用：E＝U5＋I5r、E＝U6＋I6r 求出E3、r3； 算出它们的平均值
E＝E1＋E32＋E3，r＝r3＋r32＋r3.
2．图象法 (1)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； (2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上， 不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧；
10.实验：测定电池的电动势和内阻
□ 实验目的 测定电池的电动势和内阻． 1．掌握实验电路、实验的原理及实验的方法． 2．学会用图象法处理实验数据． □ 实验原理 根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式，可以采用下面 几种不同的方法测E和r.
1.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，因此用电压表、电 流表加上一个可变电阻就能测E、r，电路图如右图所示．

A
r真
UV1 I A2
UV2 IA1
E真 UV2 IA2
RA
UV1 IA2
UV2 IA1
乙
E测
U V
I A r测
E测 UV1 IA1r测 E测 UV2 IA2r测
r测
UV1 IA2
UV2 IA1
E测 UV2 IA2
U I
V1 A2
UV2 IA1
对比系数得： E E r r R
r 测 > r真
答案 (1)2 (3)1＝（R1＋Rg）（R0＋r）·1＋R1＋Rg＋R0＋r (4)2.08(2.07～2.09
I
E
R
E
均可) (5)＝
四、命题考向：②结合实物图连接和实验注意事项考查
2．某同学为了测定一个笔记本电脑电池板的电动势和内阻。 (1)他先用多用电表直接测电池板的两极电压，应将红表笔接在电 池板的________(填“正”或“负”)极。 (2)接下来该同学用如图9的电路来完成电动势和内阻的测量，图9 中电压表和开关之间的3种连接方式，其中正确的是________。 (填“①”“②”或“③”)。
四、命题考向：③结合电路故障和实验原理考查
3．[2017·天津理综，9(3)]某探究性学习小组利用如图10所示的电 路电阻测R量1＝电9池.0的k电Ω，动为势了和方内便阻读。数其和中作电图流，表给A电1的池内串阻联r1一＝个1.0R0k＝Ω3，.0 Ω 的电阻。
①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三
)
I A
r真
V
V
E真
U V1 (1
r真 RV
)
IA1r真
E真
UV2 (1

允许通过的最大电流大于灯泡的额定电流； 最大电阻与灯丝电阻差不多大，以使调节效果明显。
一、测量小灯泡的电功率
5.实验步骤：
（1）将电压表和电流表指针调零，断开开关，按照电路图连接电路，将滑动 变阻器滑片放在阻值最大处。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数依次为2 V、2.5 V和3 V， 依次记下电压表示数U和对应的电流表示数I，分别将U、I 记录在表格中； （3）观察并比较三次小灯泡的发光情况，将现象记录在表格中。 （4）整理好实验器材．
2.实验原理：P=UI 3.实验电路图：
P
a R' b
mA
V
RLED
S
二、用“伏安法”测量发光二极管的电功率
4.实验器材：发白光的二极管一个，电压表，开关， 滑动变阻器，毫安表，电 源，导线若干．
5.实验步骤： （1）根据电路连接实物图。 （2）检查无误后，闭合开关。调节滑片，使 发光二极管的亮度与灯泡发光相当，记下电压 表和电流表的示数，计算发光二极管的电功率。
① .实验电路相同 ②.实验器材相同 ③.测量的物理量相同 ④. 滑动变阻器的作用相同
（2）不同点
① .实验目的不同 ②.实验原理不同 ③.电压表量程的选择不同。
④. 对数据处理不同。
一、测量小灯泡的电功率
9.实验结论
（1）.灯泡的实际电功率随两端的电压增大而增大. （2）.灯泡的亮度起决于灯泡的实际电功率 （3）.实际功率和额定功率的关系：
甲 乙
【原理一】“伏安法”测定电源电动势和内阻
说明: ①外电路短路时,电流表的示数(即干路电流的测量值)I测等于干路电流的真实值,所 以图中(a)(b)两图线交于短路电流处。 ②当路端电压(即电压表示数)为U1时,由于电流表示数I1测小于干路电流I1真,所以 (a)(b)两图线出现了甲图所示的差异。

I 2 I1
I
E测 = E真
r 测 > r真
r测 r RA E测 E真
பைடு நூலகம்
人 教 版 高 中 物理选 修3-1 2 . 10测 定电池 的电动 势和内 阻(共1 3张PPT )
五、重要注意事项
（1）本实验在电键闭合前，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 （3）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些 （4）画Ｕ—Ｉ图线时，应使图线通过仅可能多的点，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。 （5）画U--I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据 测得的数据从某一恰当的值开始（但横坐标必须从0开始)但这 时图线与横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍 为电动势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.
三、数据处理
方法一：公式法
改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U 的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算
出E、r取平均值.
E U1 I1r
E I1U 2 I2U1 I1 I2
E U2 I2r
r U2 U1 I1 I2
② 图象法 人教版高中物理选修3-12.10测定电池的电动势和内阻(共13张PPT)
只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r
2、实验基本电路
A V 甲
V A
乙
二、实验步骤
1：按原理图连接实物图
RA V
甲S
2、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大 3、闭合电键，调节变阻器，使电流表的读 数有明显示数，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U，I值。

则可以求出E= ______________ r= ______________（用I1、I2、U1、U2及R表示）
（1）电路如图所示：
R’
A V
（2）EI1U2I2U1 I1I2
R K
B
rU2U1 R I1I2
12
祝同学们学习愉快！ 再见！
13
个人观点供参考，欢迎讨论
（
）
A．测出两组I、U的数据，代人方程组．：E＝U1十I1r和E＝U2十 I2r，求出E和r
B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均 值
C．测出多组I、U的数据，画出U－I图象，再根据图象求E、r
D．多测出几组I、U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测 出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出 内电阻。
2.9 实验：测定电池 的电动势和内阻
1
一、实验原理 闭合电路欧姆定律
E=U+Ir
E=U1+I1r E=U2+I2r
求出E、r 电压表、电流表测U、I
思考： 有没有其他方法？U=IR
I=U/R
电流表、两个定值电阻 电压表、两个定值电阻
2
二、实验方案和电路图 1、用电压表、电流表测电池的E、r
A V
2、用电流表、定值电阻测电池的E、r 电阻箱
3
3、用电压表、定值电阻测电池的E、r 电阻箱
二、实验方法 优点：
1、水果电池 缺点：
内阻较大 内阻易变化
2、测出多组作图求解
4
实验步骤
R
A
1：按原理图连接实物图
V
S
5
2、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大
3、闭合电键，调节变阻器，使电流表的 读

人教高中物理测定电源电动势与内阻说 课稿PPT课件
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
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拉
60、生活的道路一旦选定，就ห้องสมุดไป่ตู้勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左

3.计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大 些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为 一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值 再求平均值。
图像法
（1）以电压U为纵轴、电流I为横轴建立U—I坐标系, 合理选择标度，使图线分布空间大。
（2）尽量多地通过这些点作一条直线,不在直线上的 点大致均匀分布在直线两侧，以减小偶然误方法？
安阻法
原理公式 E IR Ir
｛ E I1R1 I1r E I2R2 I2r
A
V
E,r
S
E测 E真 r测 r真
【例2】某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学 想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只 借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9 Ω，可当标准 电阻用）、一只电流表（量程Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω）和 若干导线。 （1）请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图甲中器 材的连接方式，把它们连接起来。
实验八 测量电源的电动势和内阻
测量电源的电动势和内阻
【实验原理】
闭合电路欧姆定律 E U Ir
【实验器材】
待测电源，电压表，电流表，滑动变阻器，开关， 导线若干
【实验电路】
伏安法
【实验步骤】
1、电压表和电流表选择合适的量程， 按图连接好电路。
2、开关接通之前，滑动变阻器的阻 值调到最大。
3、闭合开关，调节滑动变阻器，使电表有明显示数，
（3）可使纵坐标不从零开始，此时图像与横轴交点
不再表示短路电流。
U
电动势E
纵坐标可以 不从0开始
斜率的绝对值表示内阻 r ΔU .
×
ΔI

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三、数据处理
方法一：公式法
改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U 的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算
出E、r取平均值.
E U1 I1r
E I1U 2 I2U1 I1 I2
E U2 I2r
r U2 U1 I1 I2
② 图象法
U/V
1.5
*
1.0
*
*
0.5
*
*
测定电源的电动势和内阻
一、实验原理
1、伏安法：E=U+Ir E U1 I1r
E I1U 2 I2U1 I1 I2
E U2 I2r
r U2 U1 I1 I2
2、电流表法：E=I（R+r）
3、电压表法：
E U U r R
1、基本原理
闭合电路的欧姆定律：Ｅ＝Ｕ＋Ｉr
Ｕ：路端电压
Ｉ：通过电源的电流
R2
求出电源的电动势和内阻
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U-R法： V
R
K
E测 E
R1 K2
R2
V
K1
r测 r
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R
1/I -r
设计测E、r的其它方法及对应的误差分析
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2、闭合开关，调节滑动变阻器的滑片或电阻箱至适当位置，分别读出电流表示数I和电压表示数U，
并做好记录。
3、调节滑动变阻器的滑片或者电阻箱多测几组数据。
4、断开开关，整理好器材。
二、数据处理
1.计算法
U1=E-Ir
U2=E-Ir，
−
−
解得E= 1 2−2 1,r= 2− 1
D．滑动变阻器R1（0～2.5Ω，1A）
E．滑动变阻器R2（0～20Ω，1A）
F．定值电阻R0（500Ω）
G．开关和导线若干
（1）请在甲框中画出合理测定待测干电池的电动势和内电阻的实验电路图，在该电路中，为了
操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选D
（填写器材前的字母代号）．
（2）根据（1）中选出的合理的实验电路并利用测出的数据绘出I1-I2图线（I1为电流表A1的示
C．电流表A1（0.6A，内阻约为1Ω）
D．电流表A2（3A，内阻约为0.03Ω）
E．阻值为2.0Ω的定值电阻R1
F．阻值为20Ω的定值电阻R2
G．最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3
H．最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4
要求尽量减小实验误差．
（1）应该选择的实验电路是图___（选“a”或“b”）．
（2）电流表应选择___，电压表应选择___，定值电阻应选择___，滑动变阻器应选择___．（填写
斜率的绝对值表示电池的内电阻r。
3、如图2所示，直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线，由于
I<I0（I0、U0、E0、r0表示真实值），而且U越大，I和I0之间的误差就
越大，而电压表的示数U就是电源的路端电压的真实值U0，除了读数会
有误差外，可以认为U＝U0。电池真正短路时，I=I0，所以直线①、②