4.3 测量电源的电动势和内电阻 课件(鲁科版选修3-1) (1)
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高中物理鲁科版选修3-1课件：4.3 测量电源的电动势和内电阻
置，观察 电压表 和 电流表 的示数，将对应的 U 、 I 值填入表
中，并按要求完成相关计算.
2.图象法：以 U 为纵轴， I 为横轴做出图线，图线的延长线与
纵坐标的交点坐标表示 电动势E；图线的斜率表示 电源的内阻.
第4讲 测量电源的电动势和内电阻
5
课堂讲义
理解·深化·探究
测电池电动势和内阻的实验方案有以下三种(以伏安法为例) 一、伏安法 1.实验步骤 (1)电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按实验原 理图连接好电路. (2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其阻值最大.
(1)求平均值法：由E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r可解得
I1U2－I2U1 U2－U1 E＝ ，r＝ . I1－I2 I1－I2
可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值. (2)作U－I图象法 ①本实验中，为了减少实验误差，一般用图象法处理实验数
据，即根据多次测出的U、I值，作U－I图象；
第4讲 测量电源的电动势和内电阻
8
②将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值
就是电池电动势E；
③横轴截距点(路端电压U＝0)意味着短路情况，它的数值就 E 是短路电流 ； r ④图线斜率的绝对值即电池的内阻r，
ΔU E 即r＝ ＝ I短 ΔI
，如图2所示.
图2
第4讲 测量电源的电动势和内电阻
解析 由U I图象可知：纵截距为1.5 V，
故电池的电动势为1.5 V；
内电阻
ΔU 0.9－1.5 r＝ ＝ ΔI 0.6－0
Ω
＝1.0 Ω.
第4讲 测量电源的电动势和内电阻
图6
高中物理选修3-1第四章第三节测量电源的电动势和内电阻讲解
1．某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实 验中，串联了一只2 Ω的保护电阻R0，实验电路如图6 甲所示，请回答下列问题：
图6
(1)按电路原理图甲连接实物电路图乙． (2)连好电路后，该同学开始实验，闭合电键S后，他发现电 流表的示数为零，电压表的示数不为零，他用多用电表的 电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b和b、c及d、e时，示 数均为零，把两表笔接c、d时，其示数与电压表示数相同， 检查各接线柱均未接错，且接触良好，各接线之间也未发 生短路，由此可推断故障原因应是___________________． (3)考虑电表本身电阻对测量结果的影响，分析造成本实验 系统误差的原因是：________________________________.
2．图象法 对于 E、r 一定的电源，路端电压 U 与通过干路的电流 I 的 U－I 图象应该是一条直线，这条直线与纵轴 U 的交点 表示电源的电动势 E，与横轴 I 的交点表示短路电流，图 线的斜率的绝对值表示电源的内阻 r.在读图时应注意图象 的纵坐标是否是从零开始的，若从零开始，如图 2 甲所示，则 r＝IE0，若不是从零开始，如图 2 乙所 示，则 r＝E－I0U0.
[典例1] 测量电源的电动势E及内阻r(E约为4.5 V，r约为 1.5 Ω)． 器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.5 A的电流表A(有 一定的内阻)，固定电阻R＝4 Ω，滑动变阻器R′，电键S， 导线若干．
(1)画出实验电路原理图．图中各元件需用题目中给出的符 号或字母标出．
(2)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电 流表读数为I2时，电压表读数为U2.则可以求出E＝_____ _________，r＝____________.(用I1，I2，U1，U2及R表示)
高中物理 欧姆定律 第1部分 第4章 第3节 测量电源的电动势和内电阻课件 鲁科版选修3-1
图4－3－6
(3)两个电压表(量程已知，内阻不知)。电路 图如图4－3－7甲、乙所示。
图4－3－7
U1 E＝U1＋ R1r 方程组： E＝U1′＋U2＋U1′r R1 E＝ U1U2 U1－U1′ 结果： r＝U2＋U1′－U1R 1 U1－U1′
[例1]
测量电源B的电动5 Ω )。器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.5 A
的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R＝4 Ω ，滑动变
阻器R′，开关S，导线若干。 (1)画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给 出的符号或字母标出。 (2)实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；
(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显读
数，记录一组电流表和电压表的读数。 (4)用同样方法，再次测量并记录几组U、I值。 (5)断开开关，整理好器材。 (6)根据测量的数据描绘U—I图线，所得图线的 延长线与纵轴U的交点即为电源的电动势E，图线斜率 的绝对值即为电源的内阻r。
五、数据处理 1．代数法
E＝U1＋I1r E＝U2＋I2r
解此方程组可求得： I2U1－I1U2 U1－U2 电动势 E＝ ，内阻 r＝ 。 I2－I1 I2－I1
三、实验器材
待测电池一节、滑动变阻器、电流表、电压表、
开关、导线、坐标纸、直尺。 四、实验步骤 (1)确定电流表、电压表的量程，按电路图把器 材连接好。 (2)将滑动变阻器的滑片移到一端，使接入电路 部分的电阻值最大。
八、它案设计 (1)一个电流表和两个定值电阻(或一个电阻箱)。 电路图如图 4－3－5 所示。
E＝I1R1＋I1r 方程组 E＝I2R2＋I2r
r＝I2R2－I1R1 I1－I2 结果 I1I2R2－R1 E＝ I1－I2
2019_2020学年高中物理第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路第3节测量电源的电动势和内电阻课件鲁科版选修3_1
第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 第3节 测量电源的电动势和内电阻
学习目标
重点难点
1.通过对电源的电动势和内电阻的测量，知道本实验的设 1.测量电源电动势
计原理和方法，会使用常用的基本仪器. 和内电阻的原理.
2.通过对实验数据的收集处理，学会用“代数法”和“图 2.实验数据处理及
象法”分析处理实验数据. 误差分析.
1．给你一个电压表，一个电阻箱，开关及导线等，如何测出一节旧干电池的电动势
和内电阻． 解析：实验原理图如图所示，当电阻箱电阻为 R1 时，E＝U1＋UR11r，当 电阻箱电阻为 R2 时，E＝U2＋UR22r，联立可解出 E 和 r. 答案：见解析
实验数据处理及误差分析
1．数据处理方法
(1)代数法：运用解方程组求解 E 和 r.为了减少实验的偶然误差，应该利用 U、I 值多 求几组 E 和 r 的值，算出它们的平均值：E－ ＝E1＋E2＋n …＋En，－r＝r1＋r2＋n…＋rn. (2)图象法：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 图象是一条直线，如图所示．
画 U－I 图象之前，要清楚 U＝E－Ir，U 和 I 是一次函数，画出来应该是一条直线， 切忌将图象画成曲线或折线．
2．如图所示是根据某次实验记录数据画出的 U－I 图象，下面关于这个图象的说法 中正确的是( )
A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即 6.0 V B．横轴截距表示短路电流，即 0.5 A C．根据 r＝E/I 短，计算出待测电源内电阻为 12 Ω D．电流为 0.3 A 时的外电阻是 18 Ω 解析：图象与纵轴的交点，电流取值为 0，此时为断路状态，截距即等于电源电动势， 选项 A 对；但图象与横轴的交点处，电压等于 5.0 V，所以 0.5 A 是路端电压为 5.0 V 时的电流，而不是短路电流，所以 B 错；根据 r＝(E－U)/I 得：r＝2 Ω，所以 C 错；R＝U/I＝18 Ω，选项 D 对． 答案：AD
学习目标
重点难点
1.通过对电源的电动势和内电阻的测量，知道本实验的设 1.测量电源电动势
计原理和方法，会使用常用的基本仪器. 和内电阻的原理.
2.通过对实验数据的收集处理，学会用“代数法”和“图 2.实验数据处理及
象法”分析处理实验数据. 误差分析.
1．给你一个电压表，一个电阻箱，开关及导线等，如何测出一节旧干电池的电动势
和内电阻． 解析：实验原理图如图所示，当电阻箱电阻为 R1 时，E＝U1＋UR11r，当 电阻箱电阻为 R2 时，E＝U2＋UR22r，联立可解出 E 和 r. 答案：见解析
实验数据处理及误差分析
1．数据处理方法
(1)代数法：运用解方程组求解 E 和 r.为了减少实验的偶然误差，应该利用 U、I 值多 求几组 E 和 r 的值，算出它们的平均值：E－ ＝E1＋E2＋n …＋En，－r＝r1＋r2＋n…＋rn. (2)图象法：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 图象是一条直线，如图所示．
画 U－I 图象之前，要清楚 U＝E－Ir，U 和 I 是一次函数，画出来应该是一条直线， 切忌将图象画成曲线或折线．
2．如图所示是根据某次实验记录数据画出的 U－I 图象，下面关于这个图象的说法 中正确的是( )
A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即 6.0 V B．横轴截距表示短路电流，即 0.5 A C．根据 r＝E/I 短，计算出待测电源内电阻为 12 Ω D．电流为 0.3 A 时的外电阻是 18 Ω 解析：图象与纵轴的交点，电流取值为 0，此时为断路状态，截距即等于电源电动势， 选项 A 对；但图象与横轴的交点处，电压等于 5.0 V，所以 0.5 A 是路端电压为 5.0 V 时的电流，而不是短路电流，所以 B 错；根据 r＝(E－U)/I 得：r＝2 Ω，所以 C 错；R＝U/I＝18 Ω，选项 D 对． 答案：AD
高中物理选修3-1 测定电池的电动势和内阻 课件(共35张PPT)
复习回顾：
1、闭合电路欧姆定律
E I Rr
U/V
2、电源电动势与内、外电压关系
E U 外 U内 U Ir
由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。
E
0
I短 I/A
（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E （I=0） （2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0） E U （3）图象斜率的绝对值为电源内阻 r
I/A
1.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
I/A
乙
丙
课堂小结
A
U-I法: V 甲 A 乙 E测 = E真
V
E U 1 I 1r E U 2 I 2r
E测 <E真 U-R法：
r 测 < r真
V
r 测 > r真
E测 <E真
R s I-R法： R s
U2 E U2 r R2
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
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
用电流表、电压表与滑动变阻器
V A
甲
乙
伏安法
E U Ir
E U1 I1r
E U 2 I 2r
E ?
r ?
测量值
测量值和真实值是什么关系？
3、误差分析：
E真 E测
真实值
0
测量值
E测 <E真
r 测 < r真
E测
真实值
0
E = U + Ir r 测 > r真 E测 = E真
1、闭合电路欧姆定律
E I Rr
U/V
2、电源电动势与内、外电压关系
E U 外 U内 U Ir
由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。
E
0
I短 I/A
（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E （I=0） （2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0） E U （3）图象斜率的绝对值为电源内阻 r
I/A
1.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
I/A
乙
丙
课堂小结
A
U-I法: V 甲 A 乙 E测 = E真
V
E U 1 I 1r E U 2 I 2r
E测 <E真 U-R法：
r 测 < r真
V
r 测 > r真
E测 <E真
R s I-R法： R s
U2 E U2 r R2
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
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
用电流表、电压表与滑动变阻器
V A
甲
乙
伏安法
E U Ir
E U1 I1r
E U 2 I 2r
E ?
r ?
测量值
测量值和真实值是什么关系？
3、误差分析：
E真 E测
真实值
0
测量值
E测 <E真
r 测 < r真
E测
真实值
0
E = U + Ir r 测 > r真 E测 = E真
鲁科版高中物理选修(3-1)第4章第3节《测量电源的电动势和内电阻》ppt课件
选电压表、电流表时不要认为量程越大越好， 应使指针偏转大些，以减小读数时的相对误 差．滑动变阻器的选取以调节方便为原则，既 考虑最大阻值，又要看额定电流是否符合要 求．
如图所示，是测量两节干电池组成的串 联电池组的电动势和内阻的实验所用器材， 用实线将它们连成实验电路．
【解析】 首先画出实验电路图如下图a所示， 依据电路图连接实物如图b所示．因为待测电 源电动势约为3 V，所以电压表选用0～3 V的 量程；干电池的允许电流一般在0.5 A左右， 所以电流表应选用0～0.6 A的量程；还有一点 就是注意开关闭合前，要使变阻器接入电路的 阻值尽量大些，保护电流表，以防烧坏．
【答案】 见解析 【误区警示】 为了充分利用 U － I 坐标的 空间，纵轴 U 的刻度不是从 0 开始，因此横 轴上截距不再是短路电流．
4．干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点 将呈现如下图甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利 用，为此可使纵坐标不从零开始，如下图乙所示，纵坐标 不从零开始，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小 些．此时图线与横轴交点不表示短路电流，计算内阻要在
ΔU 直线上任取两个相距较远的点，用r＝ ΔI 计算出电池的内
1．待测电池1节； 2．滑动变阻器一只(0～100 Ω)； 3．电压表(0～3 V)； 4．电流表(0～0.6 A)； 5．开关1只； 6．导线若干．
一、仪器安装 1．电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按 原理图连接好电路； 2 ．把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端； 二、测量与记录 1 ．闭合开关、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． 2 ．用同样的方法，测量并记录几组 U 、 I 数值 并记录下来．
鲁科版选修3-1 4.3 测量电源的电势和内电阻测 (共23张PPT) (1)
三、知能整合
电路 图 适合 条件 误差 分析 作图 参量
小内阻
E测<E U-I r测<r
U U R
大内阻
E测=E r测=r+RA IR-I
U-I
四、实验操作 （一）电路设计 1.粗测手机电池内阻的方法： r 2.根据要求，设计测量电路图。 （1）伏安法测手机满电时的E和r; （2）安阻法测手机没电00) 0.0000 0.0200 0.0400 0.0600 0.0800 0.1000 0.1200
I/A
实验结论：
没电时：E=3.55V r=2.37Ω 已知安培表内阻时，内接法或 安阻法测量都是准确的。
【拓展】
1 如果安阻法作 R 图，截距和斜率各表示 I
什么物理意义？
1 1 如果伏阻法作 图，截距和斜率各表示 U R
什么物理意义？
0.0000
0.1500
电流I/A
实验结论：满电量时 E=4.20V r=0.65Ω
（二）实验记录和数据处理 2.安阻法测没电时的实验记录和数据处理。
电阻R/Ω 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0
电流I/A 0.0382 0.0428 0.0487 0.0564 0.0670 0.0828 0.1079
RV
r
r 1 RV
r
2.内接伏安法：
E 测 U 1 I 1r测 E 测 U 2 I 2 r 测
E=U1+I1(r+RA)
E=U2+I2(r+RA)
E测=E
r测=r+RA
等于 真实值，内阻的 结论：电动势的测量值________ 大于 真实值。当电源的内阻很____ 大 时， 测量值________ 选此电路误差很小．
鲁科版高中物理选修3-1课件4.3测量电源的电动势和内电阻1
范围要大一些.
势E，图线的斜率的绝对值仍为内阻r.
典例分析
例1、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0.1Ω和 1kΩ.下面分别为实验原理图及所需 的器件注图意. 事项： （1）试①在先下干图路中、画后出支连路线,将器件
②导线不相交 按原理③图+连、接-正成确实验电路.
电路器材选择
2、器材选择： 滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10~20Ω
伏特表：0~3V
安培表：0~0.6A 电键和导线
被测干电池：内阻较大
实验步骤
三、实验步骤 1、按原理图连接实物图
R
A V S 甲
实验步骤
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
一、测定电池电动势实验原理
2、I-RБайду номын сангаас：E=IR+Ir
电流表
电阻箱
3、U-R法：E=U+ 电阻箱
电 压 表
电路器材选择
二、电路器材选择 1、电路选择及误差分析
R
A V
甲S
甲图：误差来源于电压表 的分流作用
适宜测小内阻电源
R
V 乙S A
乙图：误差来源于电流 表的分压作用 适宜测大内阻电源
一般采用甲图电路误差较小
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.
实验中不要将电流调得太大，每 5、画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从
次读完数后立即断电，以免使电 零开始,而是根据测得的数据从某一恰
动势和内阻发生变化.
科学测量：电源的电动势和内阻课件-高一下学期物理鲁科版(2019)必修第三册
B. 由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值
C. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值
D. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值
作者编号：43001
课堂练习
2．(多选)如图所示是根据某次实验记录数据画出的 −I图像，下列关
于这个图像的说法中正确的是(AD )
A．纵轴截距表示待测电源的电动势
大(填“较大”或“较小”)的电压表。
(2)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止
干电池因大电流放电时间过长导致内阻r发生明显变化。
(3)当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时纵轴起点可不从零开始。
纵轴单位可取得小一些。如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电源的电动
势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，求内阻时要
0.80
0.60
课堂练习
(3)考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验系统
电压表的分流作用
误差的原因是__________________。
(4)实验所得的电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较：
<
<
E测_____E
，r
_____r
真
测
真。(均选填“<”“＝”或“>”)
作者编号：43001
课堂总结
(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路中的阻值最大。
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)。
用同样的方法测量几组I、U值。
(4)断开开关，整理好器材。
(5)处理数据，用公式法或图像法求出干电池的电动势和内阻。
作者编号：43001
新课讲解
C. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值
D. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值
作者编号：43001
课堂练习
2．(多选)如图所示是根据某次实验记录数据画出的 −I图像，下列关
于这个图像的说法中正确的是(AD )
A．纵轴截距表示待测电源的电动势
大(填“较大”或“较小”)的电压表。
(2)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止
干电池因大电流放电时间过长导致内阻r发生明显变化。
(3)当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时纵轴起点可不从零开始。
纵轴单位可取得小一些。如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电源的电动
势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，求内阻时要
0.80
0.60
课堂练习
(3)考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验系统
电压表的分流作用
误差的原因是__________________。
(4)实验所得的电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较：
<
<
E测_____E
，r
_____r
真
测
真。(均选填“<”“＝”或“>”)
作者编号：43001
课堂总结
(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路中的阻值最大。
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)。
用同样的方法测量几组I、U值。
(4)断开开关，整理好器材。
(5)处理数据，用公式法或图像法求出干电池的电动势和内阻。
作者编号：43001
新课讲解
高中物理 第四章第三节《测量电源的电动势和内电阻》课件
K B
•1、书籍是朋友,虽然没有热情,但是非常忠实。2022年3月4日星期五2022/3/42022/3/42022/3/4 •2、科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种‘偶然的机遇’只能给那些学有素养的人，给那些善于
独立思考的人，给那些具有锲而不舍的人。2022年3月2022/3/42022/3/42022/3/43/4/2022
•3、书籍—通过心灵观察世界的窗口.住宅里没有书,犹如房间里没有窗户。2022/3/42022/3/4March 4, 2022 •4、享受阅读快乐，提高生活质量。2022/3/42022/3/42022/3/42022/3/4
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
② 以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式
（1）电路如图所示： （2）主要步骤：
S2
V1
V2
S1
由上两式可得：
闭合S1、S2，记下V1的读数U1， 则 EU1 U1 r
RV1
闭合S1、断开S2，记下V1的读数
U
' 1
，
V2的读数U2，则
E
U1U2 U1 U1'
EU1'
U2
U1' r RV1
变式六. 判断下列电路能否测电源电动势和内阻 （电表都是理想电表）
E真
I V1
. . E 测
IV2
. . U
U
1 2
----------------
.
I1 I2
I
E测 <E真 r 测 < r真
r测
r真 Rv Rv r真
E测
鲁科版高中物理选修31课件：第4章 第3节 测量电源的电动势和内电阻
7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍受。 他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在 他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
6．仪器的选择 (1)电流表量程的选择：量程要大于电源允许通过的最大电流，对于电池来讲 允许通过的最大电流是0.5 A，故需要选0～0.6 A. (2)电压表量程的选择：量程要大于电源电动势，对一节干电池来讲，电压表 量程在大于1.5 V的前提下越小越好． (3)滑动变阻器的选择：滑动变阻器的最大电阻为待测电阻的几倍时较好，在 该实验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可．
图4-3-6 如图4-3-6所示，在实验中我们选择甲图的原因有：依据闭合电路的欧姆定律E ＝U＋Ir，在实验中需要测路端电压U和电源中的电流I，可以看出，甲图中由于 电压表的分流作用，使电流表测得的不是真实的电源中的电流；乙图中由于电 流表的分压作用，电压表测得的不是真实的路端电压．这两个电路都存在系统 误差，由于电流表的电阻和电源的内阻差不多大，则乙图测量的电源内阻阻值 和真实值相差太大．故电流表的分压作用不能忽略，所以选用甲图电路较好．
[典例剖析]
在用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的实验中，被测电源是两 节干电池串联的电池组，可供选择的实验器材如下： A．电流表，量程 0～0.6 A,0～3 A B．毫安表，量程 0～100 μA,0～100 mA C．电压表，量程 0～3 V,0～15 V D．滑动变阻器，0～1 000 Ω，0.1 A E．滑动变阻器，0～20 Ω，2 A F．电键一个，导线若干
8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在 他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
6．仪器的选择 (1)电流表量程的选择：量程要大于电源允许通过的最大电流，对于电池来讲 允许通过的最大电流是0.5 A，故需要选0～0.6 A. (2)电压表量程的选择：量程要大于电源电动势，对一节干电池来讲，电压表 量程在大于1.5 V的前提下越小越好． (3)滑动变阻器的选择：滑动变阻器的最大电阻为待测电阻的几倍时较好，在 该实验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可．
图4-3-6 如图4-3-6所示，在实验中我们选择甲图的原因有：依据闭合电路的欧姆定律E ＝U＋Ir，在实验中需要测路端电压U和电源中的电流I，可以看出，甲图中由于 电压表的分流作用，使电流表测得的不是真实的电源中的电流；乙图中由于电 流表的分压作用，电压表测得的不是真实的路端电压．这两个电路都存在系统 误差，由于电流表的电阻和电源的内阻差不多大，则乙图测量的电源内阻阻值 和真实值相差太大．故电流表的分压作用不能忽略，所以选用甲图电路较好．
[典例剖析]
在用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的实验中，被测电源是两 节干电池串联的电池组，可供选择的实验器材如下： A．电流表，量程 0～0.6 A,0～3 A B．毫安表，量程 0～100 μA,0～100 mA C．电压表，量程 0～3 V,0～15 V D．滑动变阻器，0～1 000 Ω，0.1 A E．滑动变阻器，0～20 Ω，2 A F．电键一个，导线若干
鲁科版高中物理选修3-1课件高二：4.3测量电源的电动势和内电阻
Ω。
答案:(1)ABEHI (2)1.40
1 .0
29
基础知识
随堂练习
12345
5.某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器 的阻值范围为 0~ 20 Ω,连接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( A.滑动变阻器不起变阻作用 B.电流表接线有错 C.电压表量程选用不当 D.电压表接线不妥
20
基础知识
随堂练习
解析:由于电压表的分流,流过伏特表的电流 I V= (RV 为伏特表的内 阻),当路端电压 U 越大时,伏特表分流得到的电流 I V 也越大,因而电流的测 量值与真实值之间的偏差会越大,短路时,路端电压等于零,可以认为测量值 与真实值相等,如图乙中两图线所示。可见,电动势和内阻的真实值 E 0 >E 、 r0= 0>r。即测量值均小于真实值。 答案:见解析
9
基础知识
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随堂练习
七、典例分析
(一)实验器材的选择 【例题 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
32
基础知识
随堂练习
12345
答案:(1)AD
(2) 这个实验正确的电路图应该如图所示。
33
10
鲁科版高中物理选修3-1课件第4章第3节测量电源的电动势和内电阻
[解析] (1)描点作图，舍去第四组数对应的点。图线如图 所示。
(2)U 轴上的截距等于被测量的电动势，由于坐标轴上的 数据小数点后两位，所以我们读出的数据以此作标准。从图 线上找出两个点，第一个点是 I＝0，(0,1.45)，第二个点是 I ＝0.50 A，(0.50,1.10)，由此得出电动势：E＝1.45 V
电路图如图 4－3－5 所示。
方程组：E＝U1＋UR11r E＝U2＋UR22r
结果：rE＝＝（U1RURU111U2－U（22－U－R21R）R－22URUR1221R）1
图4－3－5
3．两个电压表(量程已知，内阻不知) 电路图如图4－3－6甲、乙所示。
图4－3－6
方程组： E＝U1＋UR11r E＝U1′＋U2＋UR11′r 结果：E＝UU1－1UU21′ r＝（U2U＋1U－1U′1－ ′U1）R1
E＝U＋Ir，可得到方程组 E＝U1＋I1r E＝U2＋I2r 解此方程组可求得： 电动势 E＝I2UI21－ －II11U2 内阻 r＝UI12－ －IU12
三、实验器材 待测电池1节、滑动变阻器1只、电压表(0～3V)、电流表 (0～0.6A)、开关1只、导线、坐标纸、直尺。 四、实验步骤 (1)确定电流表、电压表的量程，按实验原理图把器材连接 好。 (2)将滑动变阻器的滑片移到一端，使接入电路部分的电阻 值最大。
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第第 43 章节
实验理论指导 典题案例导析 知能演练提升
题型一 题型二 题型三
一、实验目的 (1)知道测量电源电动势和内电阻的原理和实验方法。 (2)学会利用代数法和U－I图像处理数据。 二、实验原理 原理图如图4－3－1所示
图4Байду номын сангаас3－1
鲁科版(2019)必修第三册 4-2 科学测量电源的电动势和内电阻 课件(23张PPT)
现开始几乎不变最后突然变化的现象．
(2)系统误差一般由测量工具和使用的测量方法造成的，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)电压表的分流
例3 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和
那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_____V，电流表的量程应选择_____ A，
R0应选择___ Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是____ Ω的滑动变阻器．
(2)引起该实验系统误差的主要原因是_____________．
解析 (1)由于电源是一节干电池(1.5 V)，应选择量程为3 V的电压表；估算电流时，考虑
数据分析
(1)求平均值法：由＝1 ＋1 ，＝2 ＋2 可解得
可以利用、的值多求几组、的值，算出它们的平均值.
(2)作－图像法
①本实验中，为了减少实验误差，一般用图像法处理实验数据，即根
据多次测出的、值，作－图像；
②将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电池电动势；
而不是短路电流，所以选项B错误；根据＝－I得＝2 Ω，所以选项C错误；根据＝
＝
5.4
0.3
Ω＝18 Ω，可知选项D正确．
2．在测定一节干电池(电动势约为1.5 V，内电阻约为2 Ω)的电动势和内电阻的实验中，滑动变阻
器和电压表各有两个可供选择：
A．电压表，量程为15 V
B．电压表，量程为3 V
和导线外，可供使用的实验器材还有：
(a)电流表(量程0.6 A,3 A)
(2)系统误差一般由测量工具和使用的测量方法造成的，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)电压表的分流
例3 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和
那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_____V，电流表的量程应选择_____ A，
R0应选择___ Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是____ Ω的滑动变阻器．
(2)引起该实验系统误差的主要原因是_____________．
解析 (1)由于电源是一节干电池(1.5 V)，应选择量程为3 V的电压表；估算电流时，考虑
数据分析
(1)求平均值法：由＝1 ＋1 ，＝2 ＋2 可解得
可以利用、的值多求几组、的值，算出它们的平均值.
(2)作－图像法
①本实验中，为了减少实验误差，一般用图像法处理实验数据，即根
据多次测出的、值，作－图像；
②将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电池电动势；
而不是短路电流，所以选项B错误；根据＝－I得＝2 Ω，所以选项C错误；根据＝
＝
5.4
0.3
Ω＝18 Ω，可知选项D正确．
2．在测定一节干电池(电动势约为1.5 V，内电阻约为2 Ω)的电动势和内电阻的实验中，滑动变阻
器和电压表各有两个可供选择：
A．电压表，量程为15 V
B．电压表，量程为3 V
和导线外，可供使用的实验器材还有：
(a)电流表(量程0.6 A,3 A)
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A．纵轴截距表示待测电源的电动势 图4－3－12 B．横轴截距表示短路电流 C．根据 r＝E/I 短，计算出待测电源内电阻为 12 Ω D．电流为 0.3 A 时的外电阻是 18 Ω
1 1 上描点，并作出 － 图线. U R R(Ω) U(V) 1 (×10－2Ω－1) R 1 －1 (V ) U
菜 单
166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 0.60 0.12 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00 0.17 0.21 0.24 0.31 0.34
LK ·物理
选修3-1
第 3节
测量电源的电动势和内电阻
课 堂 互 动 探 究
一、实验目的
课 前 自 主 导 学
1．学会用伏安法测量电池的电动势和内电阻． 2．学会用“公式法”和“图象法”处理实验数据． 3．培养学生电学实验的设计能力，动手操作能力和实 验数据的分析处理能力．
当 堂 双 基 达 标
菜
单
课 前 Байду номын сангаас 主 导 学
当 堂 双 基 达 标
图4－3－10
菜
单
LK ·物理
选修3-1
②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表 相应示 数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的 R、 1 1 U数据，并计算出相应的 与 的值．请用表中数据在坐标纸 R U
课 前 自 主 导 学 课 堂 互 动 探 究
甲 图4－3－8
菜 单
乙
当 堂 双 基 达 标
LK ·物理
选修3-1
如图4－3－8所示，在实验中我们选择甲图的原因有： 依据闭合电路的欧姆定律E＝U＋Ir，在实验中需要测路端 电压U和电源中的电流I，可以看出，甲图中由于电压表的分
课 前 自 主 导 学 课 堂 互 动 探 究
流作用，使电流表测得的不是真实的电源中的电流；乙图中 由于电流表的分压作用，电压表测得的不是真实的路端电 压．这两个电路都存在系统误差，由于电流表的电阻和电源 的内阻差不多大，则乙图测量的电源内阻阻值和真实值相差 太大．故电流表的分压作用不能忽略，所以选用甲图电路较 好．
当 堂 双 基 达 标
(4)根据所画出的电路图，分析引起该实验系统误差的 主要原因是____________________________ ．
菜 单
LK ·物理
选修3-1
【解析】
(1)将小量程的电流表改装成大量程的电流
表需并联电阻分流； (2)由于一节干电池的电动势为1.5 V，为测量准确，应 选量程0～3 V的电压表，A正确；在都安全的情况下，阻值
当 堂 双 基 达 标
菜
单
LK ·物理
选修3-1
3．当干电池的路端电压变化不很明显时，作图象时， 纵轴单位可取的小一些，且纵轴起点可不从零开始．如图 4 －3－7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，求内阻时要在直线上取相
课 前 自 主 导 学 课 堂 互 动 探 究
课 前 自 主 导 学 课 堂 互 动 探 究
小的滑动变阻器连续性较好，故选总阻值为 10 Ω的滑动变阻 器，C正确． (3)实验电路如图所示：
当 堂 双 基 达 标
菜
单
LK ·物理
选修3-1
(4)由于电压表的分流作用造成改装后电流表读数总是
课 前 自 主 导 学
比电池实际输出电流小．
课 堂 互 动 探 究
课 前 自 主 导 学 课 堂 互 动 探 究
甲 图4－3－2
菜 单
乙
当 堂 双 基 达 标
LK ·物理
选修3-1
课 前 自 主 导 学
U 3．闭合电路欧姆定律写成E＝U＋ r，如果能够得到 R U、R的两组数据，也可以解得电动势和内电阻．可以用电 压表和电阻箱来完成实验．如图4－3－2乙所示．
课 堂 互 动 探 究
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.
课 前 自 主 导 学 课 堂 互 动 探 究
实验序号 1 2 3 4 5 6 I/A I1 I2 I3 I4 I5 I6 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U外/V 分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、 r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值． E1＋E2＋E3 r1＋r2＋r3 E＝ ，r＝ 作为测量结果． 3 3
LK ·物理
选修3-1
二、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
课 前 自 主 导 学 课 堂 互 动 探 究
纸． 三、实验原理 1.电动势E和内阻r及路端电压U可以写成E＝U＋Ir，如 果能得到U、I两组数据，就能解得电动势和内电阻，用电压 表和电流表加上一个滑动变阻器就能测定电源的电动势和内 电阻．如图4－3－1所示．
菜 单
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选修3-1
(1)纵轴截距等于电源的电动势E，横轴截距等于外电路
课 前 自 主 导 学
E 短路时的电流Im＝ . r ΔU E (2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻r＝| |＝ . ΔI Im (3)若电源内阻r＝0(理想电源)，则U＝E.
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
菜
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选修3-1
三、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图象时描 点不准确．
课 前 自 主 导 学 课 堂 互 动 探 究
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4－3－6所示，可 见E测＜E真，r测＜r真．
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【答案】 见解析
当 堂 双 基 达 标
菜
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选修3-1
误差分析和注意事项
为测定一节干电池(电动势约 1.5 V，内阻约 1.0 Ω)的电动势和内阻，实验室备有电流表 G(满偏电流 3 mA，
课 前 自 主 导 学
内阻 25 Ω)、定值电阻 R0＝0.126 Ω、开关和若干导线及以下 器材： A．量程 0～3 V，内阻约 1 000 Ω 的电压表 B．量程 0～15 V，内阻约 1 500 Ω 的电压表 C．总阻值为 10 Ω、额定电流为 2 A 的滑动变阻器 D．总阻值为 100 Ω、额定电流为 1 A 的滑动变阻器
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图4－3－3
菜
单
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选修3-1
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一、实验步骤 1．确定电流表、电压表的量程，按图连接好电路，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．
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当 堂 双 基 达 标
菜
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ΔU 隔较远的两点，用r＝| |求出． ΔI
当 堂 双 基 达 标
图4－3－7
菜 单
LK ·物理
选修3-1
4．为了提高测量的精确度，在实验中 I、U的变化范围 要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些． 5．用伏安法测电动势E和内电阻r时，可以设计成两种 电路．
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菜
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选修3-1
四、数据处理
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1．公式法：根据闭合电路欧姆定律，列出方程组：
E＝U1＋I1r E＝U2＋I2r
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，求解E和r.
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选修3-1
2．图象法 在U－I图象上，纵轴截距表示电源的电动势，横轴截距 E 表示短路电流．则r＝ . I0
菜 单
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当 堂 双 基 达 标
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选修3-1
(1)因电流表量程太小，需将R0与电流表________联以 扩大量程． (2)电压表应选择________；滑动变阻器应选择 ________；(填序号)
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(3)请在方框内完成实验电路图；
选修3-1
课 前 自 主 导 学
图4－3－4 2．闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端 向另一端移动，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．
菜 单
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当 堂 双 基 达 标
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选修3-1
【答案】
(1)并
(2)A
C (3)见解析
当 堂 双 基 达 标
(4)由于电压表的分流作用造成改装后电流表读数总是 比电池实际输出电流小
菜
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LK ·物理
选修3-1
1. 如图 4－3－12 所示是根据某次实验记
课 前 自 主 导 学
录数据画出的 U－I 图象，下列关于这 个图象的说法中正确的是( )
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菜 单
当 堂 双 基 达 标
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选修3-1
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课 堂 互 动 探 究
图4－3－1
当 堂 双 基 达 标
菜
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LK ·物理
选修3-1
2．闭合电路欧姆定律也可以写成E＝IR＋Ir，如果能得 到I、R的两组数据，也可以得到电源的电动势和内电阻．用 电流表和一只电阻箱就能完成实验．如图 4－3－2甲所示．