2018高中物理人教版选修3-1：2.10 测定电也的电动势和内阻 课件

I-R法：
R1 K2
R2
A
K1
R
A
K
R V 乙S A
E测 E
r测 r RA r
U-R法：
V R K
E测 E
R1 K2
R2
V
K1
r测 r
RA V
甲S
[例 1] 用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实 验，供选用的器材有
A.电流表(量程 0～0.6 A，RA＝1 Ω) B.电流表(量程 0～5 A，RA＝0.6 Ω) C.电压表(量程 0～3 V，RV＝5 kΩ) D.电压表(量程 0～15 V，RV＝10 kΩ) E.滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流 1.5 A) F.滑动变阻器(0～2 kΩ，额定电流 0.2 A) G.待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干
(2)系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，该实验中 的系统误差是由于电压表的分流作用造成电流表读数即测量值 总是比干路中真实电流值小，造成 E 测<E 真，r 测<r 真。
[答案] (1)A C E (2)电压表的分流作用
选择实验仪器的三个原则： (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 变阻器分压式接法中，在安全的前提下选最大阻值小的要方便， 在滑动变阻器限流式接法中，选比待测电阻大几倍的要方便。
四、数据处理
方法一：公式法
E U1 I1r E U2 I2r
E I1U2 I2U1 I1 I2

3.教学目标
一、知识与技能 1、理解闭合电路欧姆定律内容 2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，体验测定 电源的电动势和内阻的探究过程。 3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。 4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法， 并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。 二、过程与方法 1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科 学思维方法。 2、学会利用图线处理数据的方法
l这个过程中各小组学生亲身体验，小组间 互评优点和不足，每个人的思维成果为小 组成员所共享，有很强的参与感和认同感， 激起了他们进一步探究的热情和兴趣，然 后请学生到前面通过大屏幕展示交流，让 学生体会设计电路的艰辛与成功。在生生 会话、师生会话的思维碰撞中，求同存异， 达成共识，分享成果与喜悦。 如果前面进 行较慢，时间较为紧张，我们就统一实验 方案，用伏安法测量。
4、 断开电键，整理好器材
四、 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.
Hale Waihona Puke 方法二：图象法，在坐标纸上以I为横坐标 U 为纵坐标，用测出几组
的U,I 值画出U-I 图像.
E等于U 轴截距
r等于直线的
三.说学法
高二阶段的学生已经具有较为清晰的逻 辑思维能力，通过闭合电路欧姆定律的 知识学习和小灯泡伏安特性曲线的测绘 等实验的探究，已经初步具备了测量电 源电动势和内阻的基础。但学生实验方 案设计能力和后期数据处理分析能力不 强，也给探究过程带来了一定的难度。
四.说过程
教学环节一、 创设情景 引入新课
样会更好些。
2.9《实验：测定电池的 电动势和内阻》

选择器材，画出电路图,说明理由，
三、选择器材探究测量方案
待测水果电池（粗测电动势零点几伏， 内阻约几千欧）；
电压表（0-3V，内阻约几千欧）； 电压表（ 0-0.5V，内阻约几千欧）； 电流表（0-0.6A，内阻约几欧）； 微安表（0-200μA, RA=500Ω）；
滑动变阻器（0-5Ω）； 旋动变阻器（0-60KΩ）；
其中U为 路端电压 ， I为流过 电池 的电流
二、实验数据处理
计算法： 利用测得的U、I数据，求出E、r， 利用：E＝U1＋I1r，
E＝U2＋I2r， …… 求出E、r
二、实验数据处理
计算法 利用：E＝U1＋I1r，E＝U4＋I4r，求出E1、r1； 利用：E＝U2＋I2r，E＝U5＋I5r，求出E2、r2； 利用：E＝U3＋I3r，E＝U6＋I6r，求出E3、r3； 算出它们的平均值:
r r1 r2 r3 3
二、实验数据处理
图象法： U＝E-Ir，
U /V
纵轴截距为电动势E
斜率绝对值为r
I /A
三、选择器材探究测量方案
待测干电池（粗测电动势约为1.5V，内阻几欧）；
电压表（0-3V， 内阻约几千欧）； 电压表（ 0-0.5V，内阻约几千欧）； 电流表（0-0.6A， 内阻约几欧）； 微安表（0-200μA, RA=500Ω）； 滑动变阻器（0-5Ω）； 旋动变阻器（0-60KΩ）； 开关； 导线若干。
四、五设、计合实作验探步究骤 按照制定方案分组实验并用图象法处理数据
六、结果分析
干电池
电动势约1.5V， 内电阻几欧姆 性质稳定
水果电池
电动势较小， 内电阻几千欧姆 性质不稳定
七、其它实验方案
1.若提供的器材是电流表和电阻箱，怎样 测定电池的电动势和内阻？写出原理式， 画出电路图。

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
人 教 版 高 中 物理选 修3-1 2 . 10测 定电池 的电动 势和内 阻PPT精 品课件
U-R法： V
R
K
E测 E
R1 K2
R2
V
K1
r测 r
人 教 版 高 中 物理选 修3-1 2 . 10测 定电池 的电动 势和内 阻PPT精 品课件
人 教 版 高 中 物理选 修3-1 2 . 10测 定电池 的电动 势和内 阻PPT精 品课件
I
E测 = E真
r 测 > r真
r测 r RA E测 E真
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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.

3、要测出6组I、U数据，且变化范围要大一些.
4、画U-I图线时，应使图线通过尽可能多的点， 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)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.
1、电路选择及误差分析
R
A
R
V
V S 乙
S 甲
A
甲图：误差来源于电压表的分流作用
Rv r Rv r r E测 E E r测 Rv r r Rv 乙图：误差来源于电流表的分压作用 适宜测大
适宜测小 内阻电源
E测 E
r测 r RA r
内阻电源
一般采用甲图电路误差较小
2、器材选择： 被测干电池：内阻较大
0~0.6A 伏特表： 0~3V
安培表： 滑动变阻器： 阻值较小的,最大阻值10~20Ω
电键和导线
三、实验步骤 1、按原理图
连接实物图
R
V S 甲
A
2、把变阻器的 滑片移到一端 使其阻值最大
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 U 1 I1 r E U 2 I 2r
I1U 2 I 2U1 E I1 I 2
U 2 U1 r I1 I 2
方法二:图象法
2.10《实验：测定电池的 电动势和内阻》

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高二物理备课组
细
节
第 二
新课标高中物理选修3-1
决 定 成 败
章
， 态
度
决
恒
定 一
定
切
电
流
制作人：王怀龙
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I1U 2 U1 U2
RV
测
r=
<
(I2
U1 I1 )
U2 U1 U2
RV
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一、实验原理 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载高中物理人教版选修3-1课件：2.10《实验：测定电池的电动势和内阻》(共22张PPT)
高二物理备课组
1、U-I法（伏安法）：E=U+Ir
细 节
E =U +I r
1
1
决 定 成 败
，
E =U +I r
态 度
2
2
决
定
R
A
R
一 切

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。

当 堂 达 标 • 固 双 基
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[知识探究]
知 识 探 究
一、实验原理和方法 实验电路如图 2101 所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变 R 的阻值， 测出两组 U、I 的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程：
当 堂 达 标 • 固 双 基
典 例 剖 析
图 2101
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知 识 探 究
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知 识 探 究
甲
典 例 剖 析
乙 图 2104
从图象角度看：
当 堂 达 标 • 固 双 基
①当电压表示数为零时， IV＝0， IA＝I 短， 因此短路电流测量值＝真实值； ②E 测<E 真； E测 ③因为 r 测＝ ，所以 r 测<r 真． I短
返 首 页
(2)如果采用如图 2105 甲所示接法， 则 IA 为电源电流真实值， 理论上有 E＝U＋UA＋IAr， 其中的 UA 不可知， 从而造成误差(如图乙中带箭头线段 UA)，
第二章
恒定电流
10 实验：测定电池的电动势和内阻
知 识 探 究
[学 习 目 标 ]
1.知道伏安法测量电源电动势和内阻的实验原理，进一
步理解电源路端电压随电流变化的关系.2.学会根据图象合理外推进行数据处 理的方法.3.尝试进行电源电动势和内电阻测量误差的分析，了解测量中减小
典 例 剖 析
误差的办法．
平均 值作为测量结果． 程求出几组 E、r 的值，最后对 E、r 分别求______
当 堂 达 标 • 固 双 基
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
典 例 剖 析
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

(a)电流表(量程0.6 A、3 A)； (b)电压表(量程3 V、15 V)； (c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)； (d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)； (e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A) (f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．
(1)画出电路图． (2)实验过程中，将电阻箱拨到45 Ω时，电压表读数为 0.90 V；若将电阻箱拨到如图甲所示的________ Ω时，电压 表的读数如图乙所示，是________ V.
(3)根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E ＝________ V.
答案： (1)如下图所示
(2)110 1.12 (3)1.34
(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填 “最大值”、“最小值”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10 Ω的定值 电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方 案是________．(选填“1”或“2”)
解析： (1)电阻箱接入回路中的电阻越大，回路电流越
□ 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；
利用：E＝U5＋I5r、E＝U6＋I6r 求出E3、r3； 算出它们的平均值
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；

如图乙所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误 差减小．此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线 与纵轴的截距仍为电动势．要在直线上任取两个相距较 远的点，用r＝| |计算出电池的内阻r.
图实－3－3
七、误差分析 1．由读数和电表线性不良引起误差． 2．用图象法求E和r时，由于作图
不准确造成误差．
仍能测得其回路中的电流，从而消除由于电流表的内阻
带来的误差．
2．在实验中由于电压表的分流，从而使电流表的示数小于 流过电源的电流，而给测量带来误差．可以将电压表的
内阻测出，进而求出电压表的分流IV，那么通过电源的电 流就为IE＝IA＋IV，就可以消除由于电压表的分流而带来 的误差．
用图实－3－8所示电路，测定一节干电池的 电动势和内阻．电池的内阻较小，为
系统误差一般是由测量工具和测量方法造成的，一般 具有倾向性，总是偏大或者偏小．本实验中由于电压表的 分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测＜E真， r测＜r真．
[答案] (1)3 0.6 1 0～10 (2)由于电压表的分流 作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小
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．
法二 以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U－ I坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后 尽量多地通过这些点作一条直线，使不在直线上的点大致均 匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电 动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率大小即为电 池的内阻r，即r＝| |.