第二章 7　实验测量电池的电动势和内阻（课件 学案）高中物理 教科版（2019）必修 第三册

7　实验：测量电池的电动势和内阻 一、实验目的 （1）测量电源的电动势和内阻。 （2）学习通过计算和作图分析处理实验数据。 二、实验器材 　待测干电池，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。 三、实验原理与设计 　实验电路如图所示，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： 四、实验步骤 1.选定电流表、电压表的量程，按照电路图把器材连接好。 2.把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端（图中左端）。 3.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格（如下表）。 实验序号 1 2 3 4 5 6 I/A U/V 4.多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中。 5.断开开关，整理好器材。 五、数据处理 1.公式法 把测量的几组数据分别代入E＝U＋Ir中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E、r的值，最后对E、r分别求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。 （3）如图所示： ①图线与纵轴交点为E。 ②图线与横轴交点为I短＝。 ③图线的斜率大小表示r＝。 六、误差分析 1.偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确。 2.系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流（即流过电源的电流）要小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大。将测量结果与真实情况在U-I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测＜E真，r测＜r真。 七、注意事项 1.器材和量程的选择 （1）电池：为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的干电池。 （2）电压表的量程：实验用的是一节干电池，因此电压表量程在大于1.5 V的前提下，越小越好，实验室中一般采用量程为0～3 V的电压表。 （3）电流表的量程：对于电池来讲允许通过的电流最大为0.5 A，故电流表的量程选0～0.6 A的。 （4）滑动变阻器：干电池的内阻较小，为了获得变化明显的路端电压，滑动变阻器选择阻值较小一点的。 2.电路的选择：伏安法测量电源电动势和内阻有两种接法，如图甲、乙所示，由于电流表内阻与干电池内阻接近，所以一般选择误差较小的甲电路图。 3.实验操作：电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表示数要快，每次读完后应立即断电。 4.数据处理 （1）当路端电压变化不是很明显时，作图像时，纵轴单位可以取得小一些，且纵轴起点不从零开始，把纵坐标的比例放大。 （2）画U-I图像时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。 题型一 实验原理与操作 【典例1】　某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的器材有： A.电压表V：0～3 V，0～15 V B.电流表A：0～0.6 A，0～3 A C.滑动变阻器R1：（20 Ω，1 A） D.滑动变阻器R2：（1 000 Ω，0.1 A） E.开关S和导线若干 （1）实验中电压表应选用的量程为　　　　（选填“0～3 V”或“0～15 V”）；电流表应选用的量程为　　　　（选填“0～0.6 A”或“0～3 A”）；滑动变阻器应选用　　　　（选填“R1”或“R2”）。 （2）根据实验要求完成图甲中的实物电路图连线。 （3）实验测得的6组数据已在U-I图像中标出，如图乙所示。请你根据数据点位 ... ...