高二物理教科版选修3-1课件2.5 学生实验 测量电源的电动势和内阻(讲授式)

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）要测出不少于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)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.
r U2 U1 I1 I2
2.方法二：图象法
E
I短
在坐标纸上以Ｉ为横坐标， Ｕ为纵坐标，用测出的几组 Ｕ、Ｉ值画出Ｕ－Ｉ图象.
所得直线跟纵轴的交点即 为电动势E的值，图线的斜 率的绝对值即为内阻的值.
r k U I
五、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
解:（3）
E
U1
U1 R1 R0
r
2.37
2.37 2 3
r
E
U2
U2 R2 R0
r
2.51
2.51 r 43
解得： E=2.94V r=1.2Ω
（4）多测几组R、U，分别求出电动势E、内阻r，
再求E、r的平均值，利用图象处理数据.
人生从来没有真正的绝境。无论遭受多少艰辛，无论经历多少苦难，心中都要怀着一粒信念的种子，有什么样的眼界和胸襟，就看到什么样的风景。你的心有多宽，你 局有多大，你的心就能有多宽。我很平凡，却不简单，只要我想要，就会通过自己的努力去得到。羡慕别人不如自己拥有，现在的努力奋斗成就未来的自己。人生要学 存了一次丰收；你若努力，就储存了一个希望；你若微笑，就储存了一份快乐。你能支取什么，取决于你储蓄了什么。没有储存友谊，就无法支取帮助；没有储存学识 储存汗水，就无法支取成长。想要取之不尽的幸福，要储蓄感恩和付出。人生之路并非只有坦途，也有不少崎岖与坎坷，甚至会有一时难以跨越的沟坎儿。在这样的紧要 再向前跨出一步!尽管可能非常艰难，但请相信：只要坚持下去，你的人生会无比绚丽！弯得下腰，才抬得起头。在人生路上，不是所有的门都很宽阔，有的门需要你弯 必要时要能够弯得下自己的腰，才可能在人生路上畅通无阻。跟着理智走，要有勇气;跟着感觉走，就要有倾其所有的决心。从不曾放弃追求，从不愿放弃自己的所有， 风景，领略太多的是是非非，才渐渐明白，人活着不只为了自己，而活着，却要活出自己你不会的东西，觉得难的东西，一定不要躲。先搞明白，后精湛，你就比别人 不舍得花力气去钻研，自动淘汰，所以你执着的努力，就占了大便宜。女生年轻时的奋斗不是为了嫁个好人，而是为了让自己找一份好工作，有一个在哪里都饿不死的 收入。因为：只有当你经济独立了，才能做到说走就走，才能灵魂独立，才能有资本选择自己想要伴侣和生活。成功没有快车道，幸福没有高速路，一份耕耘一份收获 的努力和奔跑，所有幸福都来自平凡的奋斗和坚持。也许你要早上七点起床，晚上十二点睡觉，日复一日，踽踽独行。但只要笃定而动情地活着，即使生不逢时，你人 器晚成。无论遇到什么困难，受到什么伤害，都不要放弃和抱怨。放弃，再也没有机会；抱怨，会让家人伤心；只要不放弃，扛下去，生活一定会给你想要的惊喜！无 么伤害，都不要放弃和抱怨。放弃，再也没有机会；抱怨，会让家人伤心；只要不放弃，扛下去，生活一定会给你想要的惊喜！行动力，是我们对平庸生活最好的回击。 就在于行动力。不行动，梦想就只是好高骛远；不执行，目标就只是海市蜃楼。想做一件事，最好的开始就是现在。每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你 悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着 着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！自己丰富才能感知世界丰富，自己善良才能感知社会美好，自己坦荡才能感受生活喜悦，自己成功才能感悟生命壮观！ 退的理由却有一百个。每条路都是孤独的，慢慢的你会相信没有什么事不可原谅，没有什么人会永驻身旁，也许现在的你很累，未来的路还很长，不要忘了当初为何而 现在，勿忘初心。每条路都是孤独的，慢慢的你会相信没有什么事不可原谅，没有什么人会永驻身旁，也许现在的你很累，未来的路还很长，不要忘了当初为何而出发， 勿忘初心。人活一世，实属不易，做个善良的人，踏实，做个简单的人，轻松。不管以前受过什么伤害，遇到什么挫折，做人贵在善良，做事重在坚持！别人欠你的， 好报；坚持，必有收获！人活一世，实属不易，做个善良的人，踏实，做个简单的人，轻松。不管以前受过什么伤害，遇到什么挫折，做人贵在善良，做事重在坚持！别 善良，终有好报；坚持，必有收获！不要凡事都依靠别人。在这个世界上，最能让你依靠的人是自己，最能拯救你的人也只能是自己。要想事情改变，首先要改变自己 终改变别人。有位哲人说得好：如果你不能成为大道，那就当一条小路；如果你不能成为太阳，那就当一颗星星。生活有一百种过法，别人的故事再好，始终容不下你 定。不要羡慕别人，你有更好的，只是你还不知道。水再浑浊，只要长久沉淀，依然会分外清澄；人再愚钝，只要足够努力，一样能改写命运。更何况比我差的人还没 力，我就更没资格说，我无能为力。水再浑浊，只要长久沉淀，依然会分外清澄；人再愚钝，只要足够努力，一样能改写命运。更何况比我差的人还没放弃，比我好的 格说，我无能为力。朝着一个目标不停的向前，不断努力的付出，哪怕你现在的人生是从零开始，你都可以做得到。早安！让梦想照进现实，才是当下最应该做的事情 钱的时候不磨叽， 生活不会因为你哭泣而对你温柔， 连孩子都知道，想要的东西，要踮起脚尖，自己伸手去拿，所以不要什么都不做，还什么都想要。但你可以通过努

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。

02
验证电池模型
通过实验数据与理论模型的对比，验证电池模型的准确 性和适用性。
03
培养实验技能
通过实验过程，培养学生的实验设计、操作、数据处理 等实验技能。
测定原理
闭合电路欧姆定律
在闭合电路中，电动势等于电路内、 外电压之和，即E=U+Ir，其中E为电 动势，U为路端电压，I为电流，r为电 源内阻。
锂离子电池具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更轻的重量，但成
本较高。其他类型电池如铅酸电池、镍氢电池等则具有各自的特点和应
用范围。
电池性能影响因素探讨
温度对电池性能的影响
01
高温会加速电池老化，降低电池性能；低温则会使电池容量减
少，影响电池放电性能。
充电方式对电池性能的影响
02
快速充电会加速电池老化，降低电池寿命；慢速充电则对电池
01
02
03
实验数据记录
详细记录了实验过程中的 电压、电流和电阻的测量 值。
数据处理
通过对实验数据进行计算 和处理，得到了电池的电 动势和内阻的测定结果。
结果展示
以表格或图表的形式展示 实验结果，清晰明了地呈 现测定数据。
结果对比分析
与理论值对比
将实验结果与理论值进行 对比，分析误差来源。
不同方法对比
3
考虑系统误差的修正
针对系统误差来源，采取相应的修正措施，如校 准测量仪器、改进实验方法等，以提高测量精度 。
06 实验安全注意事项
电池使用安全规范
电池选用
选择符合实验要求的电池，确保电池新旧程度一 致，避免使用损坏或老化的电池。
电池充电
按照电池规定的充电方式和时间进行充电，避免 过充或欠充。

E 测
E 真
r测
r真
V A
Rx
V A
Rx
R
V
A S
Er
R
A
V S
Er
E 测
E 真
r测
r真
系统误差相同
E测 E真 r测 r真 A
系统误差相同
R V
S
Er
习题练习
1.
A
R
V S
Er
易错点
写出纵坐标与横坐标的具体表达式， 对图求解
U/V
5
0 U/V
5
2
1 I/A 1 I/A
习题练习
2.
A
R
V S
k RV • r RV r
U E (I U )r RV
U
U E Ir r
r
RV
U
E
RV Ir
RV
U RV E RV • r I RV r RV r
E测 E真 r测 r真
O
I
此电路适合测小内阻的电源
！外 小 小
A
R
V S
！外 小 小
Er
E测 E真 r测 r真
！内 大 大
第10节 测定电池的电动势和内阻
描绘小灯泡的伏安特性曲线
探究决定导体电阻的因素
实验目的 测定电源的电动势和内电阻 验原理
依据闭合电路欧姆定律：
E=U+Ir
实验数据处理
1.解方程组的方法
当电流表示数为I1时，电压表示数为U1， 当电流表示数为I2时，电压表示数为U2， 求电源的电动势E和内阻r
§10学生实验：测量电源的电动势和内阻
试验复习
物理高考卷新课标Ⅲ—电学试验

(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；

【答案】 (1)见解析 (2)1.47±0.02 0.72±0.05
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图2-5-2 一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数．
3．同样的方法，依次记录多组U、I值． 4．断开开关S，拆除电路．
二、数据处理
1．公式法
利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如表所示.
实验序号 1
2
3
4
5
6
I/A
I1
I2
I3
I4
I5
I6
U外/V
U1 U2 U3 U4 U5 U6
图2-5-1
三、实验器材 待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一 只，开关一只，导线若干，铅笔，坐标纸．
一、实验步骤 1．确定电流表、电压表的量程，按图2-5-2连接好电路，并 将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端． 2．闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另
实验探究1 对实验原理的考查 为测量一电源的电动势及内阻 (1)下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表 A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表 B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表 C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表 选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压 表．
【答案】 (1)C 6 (2)图见解析 (3)2.5 10
实验探究2 实验操作与数据处理 在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流 表和电压表的内阻分别为0.1 Ω和1 kΩ.下面分别为实验原理图及所需的器件 图．
图2-5-7 (1)试在实物图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路．

26
1.某学生用安培表和伏特表测干电池的电动势和内阻 时，所用滑动变阻器的取值范围为0～20Ω ，连线电 路的实物图如图所示. （1）该学生接线中错误的和不规范的做法是（）ABD A.滑动变阻器不起变阻作用 B.安培表接线有错 C.伏特表量程选用不当 D.伏特表接线有错
27
(2)在方框里画出这个实验正确电路图.
28
2.在测一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为 2Ω ）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表 各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程 为3V，A变阻器为（20Ω ，3A），B变阻器为 （500Ω ，0.2A）电压表应该选___________________ （选填“A”或“B”），这是因为.变阻器应该选 （选填“A”或“B”），这是因为_____.
读完应立即断电.
E
I1 U 2 I1
I 2 U1 I2
r
U2
U1
I1 I 2
11
（3）要测出不少于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.
E

I1 U 2 I1
13
六、电路选择及误差分析
A R
V S 甲
虚线框内部相当于内电路.虚线框外为外电路 误差来源于电压表的分流作用
14
理论上：E=U+(Iv+IA)r,其中U是电源两端的电压， 是准确的，而实验中忽略了通过电压表的电流IV 而形成误差.
从电路的角度看，电压表应
U/V
看成内电路的一部分，故实 E真
际测出的是电池和电压表整 E测
IV
体的电动势和内阻，因为电

第二章 直流电路
2.4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律
电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置.
2.作用:保持导体两端的电势差(电压),
使电路有持续的电流.
--
+++
+ A-+
++ +
P
-
___
_ B _
___
-
电源的电动势和内阻
+_
一、电源〔从能量的角度看〕
1.概念：电源是一种把其它形式能转化为电势能的 装置
内电路与外电路中的总电流是相同的.
5.电路中的电势变化情况
〔1〕在外电路中，沿电流方向电势降低。 〔2〕在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电 势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升〞。dcabac d
b
电路中电势降落关系
E
E
r
R
S
结论：E = U外+ U内
U内 U外
电流+
电动势
+
ab
dc
a
b
a
c d
b
4
二、闭合电路欧姆定律
１、对纯电阻电路
EI(Rr) 即I E Rr
２、表述：在外电路为纯电阻的闭合电路 中，电流的大小跟电源的电动势成正比， 跟内、外电路的电阻之和成反比。
I E Rr
EIRIr或I E Rr
说明：
1、U 外 IR 是外电路上总的电势降落， 习惯上称路端电压〔外电压〕，是电源 加在负载〔用电器〕上的“有效〞电压。
经典例题
例1.在如下图的电路中，电源的电动势为1.5V， 内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω， 求电路 中的电流和路端电压.

类型二 实验数据的处理
【例2】 (2015·江苏卷,10)小明利用如图(甲)所示的实验装置测量一
干电池的电动势和内阻.
(1)图中电流表的示数为
A.
解析:(1)电流表所用量程为0～0.6 A,其分度值为0.02 A,其示数为0.4 A+ 2×0.02 A=0.44 A.
答案:(1)0.44
(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:
二、数据处理 1.代数法:利用U,I的值分别列出若干关于E=U+Ir方程组,求出若干组E和r的 值,算出它们的平均值作为测量结果. 2.图像法 (1)以I为横坐标、U为纵坐标建立平面直角坐标系,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.
(1)请在虚线框中画出本实验的实验电路图.
(2)电路中电流表应选用
,电压表应选用
,滑动变阻器
应选用
.(用字母代号填写)
(3)如图所示为实验所需器材,请按实验原理图连接成正确的实验电路.
〚核心点拨〛 选择电路:电压表要并联在电源两端. 选择电表:根据电源电动势的大小选择电压表的量程;一节电池供电,电流 不会太大,且小量程电表更容易读数. 电阻的选择:阻值太大,调节范围太小,很容易造成短路. 如何连接:先连接外围干路,最后再连电压表.
第5节 学生实验:测量电源的电动势和内阻
实验基础 实验探究 典例研习
实验基础
解读实验·萃取精华
一、实验目的 1.用伏安法测电源电动势和内电阻. 2.掌握用图像法处理实验数据.
二、实验原理 实验电路:如图所示.
若改变外电路电阻R,用电流表和电压表测出两组总电流I1,I2和对应路端 电压U1,U2,由E=U+Ir可得到两个二元一次方程组,从而解得电源的电动势 和内阻.