实验：电池电动势和内阻的测量+导学案高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

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12_3实验：电池电动势和内阻的测量课件-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

<
r
误差来源于电压表的分流作用，适宜测小内阻电源。
误差分析
R
.
V
.
Er s A
电流表看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电流表这个整体等效的r和E。
E测=E
r测=r+RA>r
误差来源于电流表的分压作用，适宜测大内阻电源。
课堂练习
1.(1)请画出能使本实验测量精确程度较高的实验电路图。 ( 2 ) 电路中电流表应选用 _ _ _ _ _ _ _A_ _ _ ，电压表应选用 _ _ _ _ _C_ _ _ _ _ ，滑动变
方法二：图象法
I/A U/V
1
2
U/V
3
E.
4
5 6
O
. I/A
r E
I短
思考：考虑电压表的分流作用，大致画出U-I真实图线
误差分析
A R
.
V
.
Er
s
把图中的R和电流表看成外电路，则
电压表看成内电路的一部分，故实际
测出的是电池和电压表这个整体等效
的r和E。
E测
=
Rvr Rv +r
E
<
E
r测
=
R vr Rv +r
(3)如图丙所示
注意：闭合开关前，要使滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑到最左端。
答案：(1)如图乙所示 (3)如图丙所示
课堂练习
2．在测电源的电动势和内阻时。某次实验记录数据画出U-I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（ A ） A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E=3V B．横轴截距表示短路电流，即I短=0.6A C．根据r＝E/ I短，计算出待测电源内阻为5Ω D．该实验中电源的内阻为2Ω

【课件】实验：电池电动势和内阻的测量课件高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

U
R
A
斜率 k 的绝对值等于 r
V
电动势 E
纵坐标可以不
从零开始
O
短路电流
BI
r
E
k
rU
S
I
E I短 = r
三、安阻法测电动势和内阻方法二：安阻法测电动势和内阻
1、原理：E＝U＋Ir可以写成E＝IR＋Ir。
由此可知，只要能得到I、R的两组数据，
列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r。
2、数据处理：
解析 (1)若电流过大，电源内阻会有较大的变化，因此电流表应选 0～0.6 A量程，电源电动势只有1.5 V，故电压表应选0～3 V量程，为便于调节，滑动变阻器应选0～10 Ω规格。
(2)由于题目中知道电流表内阻准确值，可以用于定量计算，而电压表内阻只知道大概值，采用乙图时可以将电流表的内阻代入进行精确计算，从而得到电池内阻和电动势的精确值，该方法没有系统误差。
答案
解析由E＝IR＋Ir知，用一只电流表测电流，用电阻箱改变外电阻
并可读出阻值，只要获得两组I、R数据即可求得E、r，用滑动变阻器无法
确定接入电路的外电阻阻值，A能达到实验目的，C不能；由E＝U＋
U R
r
知，用一只电压表和一只电阻箱只要获得两组U、R值即可求出E、r，B能
达到实验目的；若用一只电压表和一个滑动变阻器，因滑动变阻器接入电
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 U2 I2r
E I1U2 I2U1 I1 I2
r U2 U1 I1 I2
方法二:图象法
U
轴截距等于电动势
E
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图象。

123实验：电池电动势和内阻的测量导学案-【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册（无答案）

12.3电势能和电势导学案班级：姓名：小组：小组评价：教师评价：一实验原理1、实验电路如图所示，根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。

为了减小这个系统误差，电阻R 的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。

说明：如果能测出U 和I 的两组数据，就可以列出连个关于U 和r 的方程，于是能够从中解出E 和r 。

因此，用电压表，电流表加上一个可以改变的电阻，就能测定电源的的电动势和内阻。

为了减小偶然误差，要多做几次实验．．．．．．．，多取几组数据，然后利用U-I 图象处理实验数据：将点描好后，用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。

这条直线代表的U-I 关系的误差是很小的。

①它在U 轴上的截距就是电动势E （对应的I =0）②它的斜率的绝对值就是内阻r 。

（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r =|ΔU /ΔI |）。

为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选用使用过一段时间的1号电池）2、如右图， E=ＩＲ＋Ｉｒ如果能得到I 和R 的两组数据，也可以得到关于E 和r 的两个方程，于是能够从中解出E 和r.这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。

3、如图：E=U+（Ｕ／Ｒ）×ｒ如果能得到Ｕ和R 的两组数据，也可以得到关于E 和r 的两个方程，于是能够从中解出E 和r.这样，用电流表、电阻箱也可以测定电源的电动势和内阻。

补充：用伏安法测电池的电动势和内阻的误差分析1、等效法：因为公式Ir U E +=中U 的物理意义是电源两端的路端电压，I 是通过电源电V A R V U /V I /A o 0.2 0.4 0.6 3.0 2.0 1.0流，因此如图1所示电路，可等效为电压表与电源并联，当外电路断开时，电源与电压表串联，则r R RE IR E +=='，比真实值偏小，rR Rr r +='，比真实值偏小。

12.3实验：电池电动势和内阻的测量人教版(2019)高中物理必修第三册教案

课时教案第 12 单元第 5 案总第 28 案课题：§12. 3 实验：电池电动势和内阻的测量【教学目标与核心素养】1．知道E和r的测量原理，进一步领会U随I变化的关系2．会用图像处理实验数据3．会进行误差分析【教学重点】1．E和r的测量方法和误差分析2．数据处理【教学难点】1．测量方法的设计2．数据处理和误差分析【教学过程】引入：=+可得，有多种方法可以测电动势和内阻都是电源的重要参数，由E U Ir量电池的电动势和内阻（E和r），在电路连接中由于电流表和电压表的位置不同可以得出以下方法。

一、实验思路：伏安法测量（电压表、电流表、滑线变阻器测量）1.电流表内接①原理：闭合电路欧姆定律11E U I r =+ ① 22E U I r =+ ②联立可以求出122121U I U I E I I -=- 1221U U r I I -=-物理量的测量：可以测量两次E 和r 的值，带入上面表达式计算出结果。

②数据分析：但是偶然误差较大，为减少实验误差，多次测量，求出E 和r 的平均值作为测量结果。

处理方法2：以 U 为纵坐标、I 为横坐标建立平面直角坐标系。

根据几组U 、I 的测量数据，在坐标系中描点，作出U -I 图像，图线与纵坐标的交点就是电源电动势，图线的斜率就是电源内阻。

注意斜率的求解方法，用的是Ur I∆=∆ ，不是用纵横坐标之比。

③误差分析：U 是路端电压，由于电压表的分流，使得示数比实际通过电源的电流小，即I 真>I 测，电压表示数越大，电流的真实值比测量值大的越多，电压表示数越小，真实值与测量值越接近，当U =0时，短路，真实值等于测量值。

实际测量的是等效电源，内阻测量值为电源和电压表电阻的并联值。

即：()VUE U I r R =++ 2.电流表外接①原理：闭合电路欧姆定律同电流表内接法UE②物理量的测量和数据分析方法同电流表内接法。

③误差分析：电流表示数是通过电源的真实值，由于电流表分压，电压表示数小于路端电压，所以测量的是等效电源。

【同步】高中物理人教2019版必修三：12.3 实验：电池电动势和内阻的测量学案

3.实验：电池电动势和内阻的测量实验必备·自主学习——突出基础性素养夯基一、实验目的1．掌握用电压表和电流表测量电动势和内阻的方法．2．会利用计算法和图像法求电动势和内阻．二、实验思路由E ＝________知，改变外电路的阻值可测出多组________、________的值，通过图像可求出E 、r 的值，实验电路如图所示．三、物理量的测量需要测量________和________两个物理量，而仅测两组U 、I 数据，联立方程解得E 和r ，误差可能较大，应该多次测量，并对数据处理，才能减小误差．所以应该使用________改变外电路电阻，进行多次测量．四、数据分析1．计算法：由E ＝U 1＋I 1r ，E ＝________可解得E ＝，r ＝.可以利用U 、I 的值多求几组E 、r 的值，算出它们的________．2．作图法：(1)以U 为纵坐标，I 为横坐标，建立平面直角坐标系，根据几组U 、I 测量数据，在坐标系中描点，作U I 图像．(2)将图线两侧延长，纵轴截距点是断路时的路端电压，它的数值就是______________；横轴截距点是路端电压U ＝0时的电流，它的数值就是________＝.(3)图线斜率的绝对值为________，即r ＝________＝________，如图所示．3．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．五、注意事项1．为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻________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．当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像，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池的________，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点，用r＝________求出．精析典例·提升能力——突出综合性素养形成类型一伏阻法测电动势和内阻例1某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确．电压表(量程0～3V，内阻约为3kΩ)电流表(量程0～0.6A，内阻约为1Ω)滑动变阻器(0～20Ω，额定电流1A)待测电池组(电动势约为3V，内阻约为1Ω)开关、导线若干(1)该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________．(2)改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端．(选填“a”或“b”)(3)实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显．为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出UI图像，如图乙所示．根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________Ω.(结果均保留两位有效数字)针对训练1利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差．(1)除开关和导线若干外，现还提供以下器材：为0.2Ω)A．电流表A(量程为0～0.6A，内阻RAB．电压表V(量程为0～15V)1C．电压表V(量程为0～3V)2(阻值范围为0～20Ω)D．滑动变阻器R1E．滑动变阻器R(阻值范围为0～200Ω)2实验中电压表应选用________，滑动变阻器应选用________．(选填相应器材前的字母)(2)为了准确测定干电池的电动势和内阻，应选择图中的________实验电路(选填“甲”或“乙”)．(3)根据实验记录的数据，画出干电池的UI图像，如图丙所示，则可得干电池的电动势E＝________，内阻r＝________．丙针对训练2用如图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻．蓄电池的电动势E.约为2V，内阻r比较小，为了实验的方便，电路中串联了一个定值电阻R(1)现有蓄电池、电流表(量程0～0.6A)、滑动变阻器(0～20Ω)、开关、导线若干，以及下面的器材：A．电压表(0～3V)B．电压表(0～15V)C．定值电阻(2Ω)D．定值电阻(10Ω)应选用________(均选填相应器材前的字母)．实验中电压表应选用________，R(2)图2是实验器材实物图，已连接了部分导线，请根据图1，补充完成实物图的连线．(3)某位同学根据实验记录的数据作出如图3所示的UI图线，可得出蓄电池的电动势E＝________V，电源内电阻r＝________Ω.(结果均保留两位小数)(4)采用图1电路测量电源电动势和内阻，产生系统误差的主要原因是________．A．电流表的分压作用B．电流表的分流作用C．电压表的分流作用D．电压表的分压作用类型二测电池电动势和内阻的其他方案方案一用电阻箱、电压表测定(1)实验电路如图所示．(2)实验原理：改变电阻箱的阻值，记录R与U，应用求出E、r.多测几组数据分别求出E、r的值，再分别算出E、r的平均值，即为测量值．或由E＝U＋r变形有＝·，作出图像，如图所示．由轴的截距a和直线的斜率k得E＝，r＝.例2为了测量由两节干电池组成的电源的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R＝5Ω为保护电阻．(1)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路．(2)保持开关S断开，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R.以为纵坐标，以为横坐标，画出的关系图线(该图线为一直线)，如图丙所示．由图线可求得电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留两位有效数字)方案二用电阻箱、电流表测定(1)实验电路如图所示．(2)实验原理：改变电阻箱的阻值，记录R与I，应用求出E、r.为了准确，可多测几组数据，求E与r各自的平均值．或由E＝I(R＋r)变形有＝R，作出R图像，如图所示．由轴的截距a和直线的斜率k得E＝，r＝.例3一同学测量某干电池的电动势和内阻．(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①________；②________．(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表：R/Ω8.07.0 6.0 5.0 4.0I/A0.150.170.190.220.26/A－1 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8根据表中数据，在图中作出R关系图像．由图像可计算出该干电池的电动势为______V；内阻为________Ω.(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为________V；内阻应为________Ω.针对训练3要测定某电源的电动势和内阻，某同学按如图所示的电路图连接好电路并进行如下操作：(1)闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值，并记录下每次的电阻值R及对应的电流表A 的示数I(电流表的内阻很小，可忽略不计)；(2)根据数据，作出R图像，如图所示，则根据图像可以求出电源电动势E＝________ V，内阻r＝________Ω.课堂检测·素养达标——突出创新性素养达标1．某同学分别用图1甲和图1乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻．(1)请画出图乙的电路图；(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图2所示，则电流I ＝________A，电压U ＝________V；(3)实验得到如图3所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图1________(选填“甲”或“乙”)；(4)该电池的电动势E ＝________V(保留三位有效数字)，内阻r ＝________Ω(保留两位有效数字)．2．有一特殊电池，它的电动势约为9V，内阻约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示电路进行实验，图中电流表的内阻R A ＝5Ω，R 为电阻箱，阻值范围为0～999.9Ω，R 0为定值电阻，对电源起保护作用．(1)本实验中的R 0应选________(填字母)．A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．500Ω(2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势E ＝________V，内阻r ＝________Ω.3．同学有个超霸(GP)9V 电池如图甲所示，他欲测量该电池的电动势和内阻(内阻约为25Ω)．提供的器材如下：电流表A(量程为0～200μA，内阻为500Ω)，开关S，电阻箱R 1(最大阻值为9999.9Ω)，电阻箱R 2(最大阻值为99999.9Ω)和若干导线．(1)由于电流表A 的量程太小，需将电流表A 改装成量程为0～9V 的电压表V，则电流表A 应与电阻箱________(选填“R 1并联”“R 1串联”“R 2并联”或“R 2串联”)，并将该电阻箱的阻值调为________Ω.(2)设计的测量电路如图乙所示，调节电阻箱R 的阻值读出相应的电压表示数U ，获得多组数据，画出图像如图丙所示．若不考虑电表对电路的影响，则根据图像可得该电池的电动势E ＝________V、内阻r ＝________Ω.(结果均保留3位有效数字)(3)若考虑电表对电路的影响，则该电池的电动势测量值________真实值，内阻的测量值________真实值．(选填“大于”“等于”或“小于”)4．在测定一节干电池E 的电动势和内阻(电动势约为1.5V，内阻小于2.0Ω的实验中，备有下列器材：电流表A 1(量程0～3mA，内阻r 1＝5.0Ω)电流表A 2(量程0～0.6A，内阻r 2＝0.5Ω)滑动变阻器R 1(0～20Ω，额定电流为2.0A)滑动变阻器R 2(0～100Ω，额定电流为1.0A)定值电阻R 3＝995Ω定值电阻R 4＝9.5Ω开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图甲所示的实验电路，图中定值电阻应选________，滑动变阻器应选________(均填写器材的字母代号)．(2)图乙为该同学根据实验电路，利用测出的数据绘出的I 1与(I 1＋I 2)的关系图线，I 1为电流表A 1的示数，I 2为电流表A 2的示数．则由图线可求被测干电池的电动势E ＝________V，内阻r ＝________Ω.(结果保留三位有效数字)(3)在电路连接良好的情况下，该实验方案________(选填“有”或“没有”)系统误差．3．实验：电池电动势和内阻的测量必备知识·自主学习二、U ＋Ir U I 三、路端电压U 电流I 滑动变阻器四、1．U 2＋I 2r 平均值2．(2)电源电动势E 短路电流I 短(3)电源的内阻五、1．较大2．电动势E精析典例·提升能力【例1】【解析】(1)按原电路测量，测得的电源内阻包含了电流表的内阻(电流表内接法)，导致测量结果偏大．导线5一端接电压表正接线柱，另一端应接电流表正接线柱或电源正极．(2)为保护电路，在闭合开关前，电路总电阻应最大，滑片应置于滑动变阻器的a 端．(3)根据闭合电路的欧姆定律，串联R 0＝5Ω的电阻后，有E ＝Ir ＋IR 0＋U ，得U ＝E －(r ＋R 0)I .所以纵轴截距为E ＝2.9V，r ＋R 0＝|k |＝Ω＝5.80Ω.故电源内阻r ＝0.80Ω.【答案】(1)5(2)a (3)2.90.80针对训练1解析：(1)一节干电池的电动势约为1.5V，则电压表应选C；为方便实验操作，滑动变阻器应选最大阻值较小的D.(2)用图甲测干电池的电动势和内阻时，由于电压表分流，E 测＝·E ，r 测＝·r ，电动势和内阻的测量值皆偏小；用如图乙测量时，由于电流表分压，E 测＝E ，r 测＝r ＋R A .一般情况下选用图甲测量，但本题中已知R A ＝0.2Ω，又r ＝r 测－R A ，用图乙可以更加准确地测干电池的电动势和内阻．(3)由U I 图像可知E ＝1.50V，r 测＝||＝0.5Ω，r ＝r 测－R A ＝0.3Ω.答案：(1)C D (2)乙(3)1.50V 0.3Ω针对训练2解析：(1)电源电动势约为2V，所以电压表应选A；电流表量程为0～0.6A，如果定值电阻选择D，电路电流太小，所以定值电阻应选择C.(2)根据题图所示电路图连接实物图，实物图如图所示．(3)由电源的U I 图像可知，电源电动势：E ＝2.05V，图像斜率的绝对值k ＝＝Ω＝2.50Ω，则电源内阻：r ＝k －R ＝2.50Ω－2Ω＝0.50Ω.(4)由题图所示电路图可知，电流表采用内接法，由于电压表的分流作用，使电流的测量值偏小，这是造成实验误差的主要原因，故C 正确．答案：(1)A C (2)如解析图所示(3)2.05(2.03～2.07)0.50(0.45～0.60)(4)C 【例2】【解析】(2)由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋(R 0＋r )，变形得＝·，结合题图丙图像可知纵轴截距为，图像的斜率k ＝，代入数据解得E ≈2.9V，r ≈1.2Ω.【答案】(1)如图所示(2)2.9 1.2【例3】【解析】(1)在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，确保实验仪器、仪表的安全．(2)根据闭合电路欧姆定律，得E ＝I (R ＋r )即R ＝－r ＝E ·－r ，即R 图像为直线．描点连线后图像如答案图所示．根据图像可知r ＝1.2Ω.图像的斜率为电动势E ，在R 图像上取两点(0，－1.2)，(7，8.4)，则E ＝V＝1.37V.(3)根据欧姆定律，得电流表的内阻r A ＝＝Ω＝0.2Ω，该干电池的内阻应为r ′＝r －r A ＝1.0ΩR 图像的斜率仍为电动势E ，即E ＝1.37V.【答案】(1)①开关闭合②电阻箱阻值为零(2)如图所示 1.37(1.30～1.44都算对) 1.2(1.0～1.4都算对)(3)1.37[结果与(2)问第一个空格一致] 1.0[结果比(2)问第二个空格小0.2]针对训练3解析：根据实验原理和闭合电路欧姆定律得E ＝I (R ＋r )，变形为符合图像的表达式为＝.由图像得R ＝0时，＝＝2.0A －1，斜率＝V －1＝0.5V －1，解得E ＝2V，r ＝4Ω.答案：24课堂检测·素养达标1．解析：(2)测电池的电动势和内阻所用电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，则两表示数分别为0.40A(0.39A～0.41A 都正确)、1.30V(1.29V～1.31V 均正确)．(3)由E ＝U ＋Ir ，得U ＝－rI ＋E ，即Ⅰ、Ⅱ两图线的斜率的绝对值表示电源内阻，且r Ⅱ>r Ⅰ.图甲中由于电流表的分压作用，所测电阻为电源内阻与电流表电阻的和，r 甲测>r ；图乙中由于电压表的分流作用，所测电阻为电源内阻与电压表电阻的并联值，r 乙测<r .故直线Ⅰ对应乙电路，直线Ⅱ对应甲电路．(4)由图像可知，电源内阻较小，测一节干电池的电动势与电阻应采用乙电路，将直线Ⅰ延长，与纵轴的截距表示电动势，E ＝1.52V(1.51V～1.54V 均正确)；从直线Ⅰ上取两点代入E ＝U ＋Ir ，或利用图线的斜率可得电池内阻r ＝0.53Ω(0.52Ω～0.54Ω均正确)．答案：(1)如图所示(2)0.40(0.39～0.41均正确)1．30(1.29～1.31均正确)(3)乙(4)1.52(1.51～1.54均正确)0．53(0.52～0.54均正确)2．解析：(1)当电阻箱接入电路的阻值为0时，电路中的电流不能超过50mA，即电路中电阻的最小值约为180Ω，除去电源内阻、图中电流表的内阻，可知C 选项最为合适．(2)由U 外＝E －Ir 得I (R 0＋R ＋R A )＝E －Ir ，变形得＝，结合题图可得E ＝10V，r＝45Ω.答案：(1)C (2)10453．解析：(1)根据电表的改装，应将给电流表串联一个电阻，从而将其改装为电压表．将I g ＝200μA，r g ＝500Ω的电流表改装成量程为0～9V 的电压表，则有I g ·(r g ＋R )＝9V，代入数据解得R ＝44500Ω，电阻箱应选择R 2.(2)由图乙，根据闭合电路欧姆定律，得E ＝U ＋·r ，上式变形可得＝·，由图丙可知＝0.120V －1，E ＝8.33V，图线的斜率k ＝A －1＝，r ＝16.7Ω，(3)如果把电阻箱的电阻R 看作外电路，把电压表可看成内电路的一部分，因此实际测出的是电池和电压表整体等效的E ′和r ′，当外电路断开时，电压表与电源构成闭合回路，此时电压表两端的电压即为等效电动势，则E ′＝E ，小于电池电动势E .因电压表和电池并联，因此等效内阻r ′＝r 小于电池内阻r .答案：(1)R 2串联44500(2)8.3316.7(3)小于小于4．解析：(1)因为没有电压表，可以用电流表与定值电阻串联改装成电压表，由电路图可知y 应该是A 1；电流表A 1量程为3mA；要测1.5V 电压，电压表内阻至少为R ＝＝Ω＝500Ω，电流表A 1内阻为5Ω，由电路图可知，定值电阻应选R 3；为准确测量，减小误差，方便实验操作，滑动变阻器应选R 1.(2)根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压为：U ＝I 1(995＋5)＝1000I 1，根据图像与纵轴的交点得电动势为E ＝1.47mA×1000Ω＝1.47V，与横轴的交点可得出路端电压为1.0V 时电流是0.4A，由闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir可得，电源内阻r ＝＝Ω≈1.18Ω.(3)伏安法测电源电动势与内阻的实验中，由于电压表分流或电流表分压，给实验带来系统误差；本实验中用两个电流表测电流，处理实验数据时横坐标是电路总电流，电压测量值与电流测量值都等于真实值，所以本实验没有系统误差．答案：(1)R 3R 1(2)1.47 1.18(3)没有。

《第十二章 3 实验_电池电动势和内阻的测量》学历案-高中物理人教版19必修第三册

《实验_电池电动势和内阻的测量》学历案（第一课时）一、学习主题本节课的学习主题是“实验：电池电动势和内阻的测量”。

通过对该实验的学习，我们将深入理解电池的电动势和内阻概念，并掌握测量电动势和内阻的基本方法和实验技巧。

二、学习目标1. 理解电动势和内阻的概念及其在物理中的应用。

2. 掌握用伏安法测量电池电动势和内阻的实验原理及操作步骤。

3. 学会正确使用电压表和电流表，并能准确读取数据。

4. 培养学生的实验操作能力、观察能力和数据分析能力。

三、评价任务1. 评价学生对电动势和内阻概念的理解程度，能否准确解释其含义及物理意义。

2. 评价学生在实验操作过程中的规范性和准确性，包括电压表、电流表的使用及数据读取。

3. 评价学生对实验数据的处理能力，能否正确记录、分析和处理实验数据。

4. 评价学生的实验报告撰写能力，包括实验步骤、数据记录、数据分析及结论的撰写。

四、学习过程1. 导入新课：通过回顾之前学过的电学知识，引出电动势和内阻的概念，为后续实验做好铺垫。

2. 理论学习：讲解电动势和内阻的概念、物理意义及测量方法，重点介绍伏安法的原理及操作步骤。

3. 实验准备：学生根据实验指导书准备实验器材，包括电池、电压表、电流表、导线等。

4. 实验操作：学生按照实验步骤进行操作，教师巡视指导，纠正操作中的错误。

5. 数据记录：学生准确读取电压表和电流表的示数，并记录在实验数据表中。

6. 数据处理：学生根据实验数据绘制伏安特性曲线，计算电池的电动势和内阻。

7. 实验总结：学生根据实验过程和结果，撰写实验报告，包括实验步骤、数据记录、数据分析及结论。

五、检测与作业1. 检测：通过课堂小测验或课后作业的形式，检测学生对电动势和内阻概念的理解程度及实验操作技能的掌握情况。

2. 作业：布置与本节课内容相关的作业，包括复习课堂笔记、完成实验报告等。

六、学后反思1. 学生反思自己在实验过程中的表现，包括操作规范性、数据准确性等方面，总结经验教训。

【教案】实验：电池电动势和内阻的测量教学设计-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

实验：电池电动势和内阻的测量同学们好，上节课我们研究了电池电动势和内阻的测量方案，今天我们采用电压表和电流表测量E 和r 的方法，用图像法进行数据的处理，最终测得一节干电池的电动势和内阻。

实验目的： 1．进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用伏特表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法。

2．进一步熟悉电压表、电流表、滑动变阻器的使用、量程选择。

3．掌握用图像法求电动势和内阻的方法；理解并掌握路端电压U 与干路电流I 的关系图像(即U -I 图像)，与横、纵坐标轴交点坐标的物理意义以及图像斜率的物理意义。

实验原理：根据闭合电路欧姆定律，电源的路端电压Ir E U -=。

在如图所示的电路中，改变R 的阻值，从电压表和电流表中读出几组I 、U 值，用作图法来处理数据。

即在坐标纸上以I 为横坐标，U 为纵坐标，用测出的几组I 、U 值画出U －I 图象（如图所示）。

所得直线跟纵轴的交点即为E ，图线斜率的绝对值也为r 。

实验器材：待测电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。

注意事项：Er I =短操作方面注意事项：（1）仪器的选择：电流表量程选择0-0.6A，电压表量程选择0-3V。

（2）实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。

以免干电池E和r出现明显变化。

读数方面注意事项：0.10A 1.40V电流表选择量程为0-0.6A时，精度为0.02A，读数时，读到小数点后两位即可。

电压表选择量程为0-3V时，精度为0.1V，读数时，读到小数点后两位。

实验步骤：(视频)第1步按电路图连接电路,电流表选择0-0.6A量程，电压表选择0-3v量程，滑动变阻器的滑动片要放置在接入电路阻值最大的位置。

第2步闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读数，断开开关，记录电流表、电压表的示数（I1、U1）。

第3步闭合开关，调节滑动变阻器，重复上述操作，测量并记录6组U、I值第4步断开开关，整理好器材实验数据及数据处理：U/V 1.40 1.35 1.31 1.28 1.25 1.22I/A0.100.190.260.320.380.44在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线或使各点均匀分布在直线的两侧。

实验_电池电动势和内阻的测量课件-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

大
内阻越___。
小，电极间距越大，水果电池
5.3p10821.反复考(2022 湖北卷)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为
测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲，其读数为
再用游标卡尺测得其长度L。
mm。
将实验数据输入电子表格，根据实验数据作出的 −R图像如图戊，则从图像中得出
1.2 V，
水果电池组的电动势E=
内阻为r=
1.1 kΩ(均保留两位有效数字)。
5.3p10719.(2022 湖北新高考模拟)某实验小组准备用铜片和锌片作为2个电极插入苹果制成
水果电池，探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响。实验小组在
铜极应与多用电表的
红表笔相接。指针位置如图乙，其示数为
V;
0.65
(2)将两个水果电池串联起来组成电池组给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电，小灯泡不能发
光，检查电路无故障。再将多用电表串联在电路中测量电流，发现读数不足3mA。由此
可推测小灯泡不发光的原因是
;
A. 水果电池的电动势太大
B. 水果电池的电动势太小
些点作出 − 图线并由图线求出：E=
Ω。
V，r=
1.46
0.72
拓展创新
安阻法
= R+
纵轴截距为，斜率为
伏阻法
=
· +
纵轴截距为，斜率为
大本123【例3】为了响应“地球一小时”的活动，某校学生组织了一次自制水果灯比赛，
小明同学自制的“橙子电池”成功点亮了一个LED小灯泡。在实验成功前，小明为了测量

高二理上学期人教版物理第二章第十节《实验：测定电池的电动势和内阻》导学案

山东省郓城师范高中济南分校高二年级第一学期物理学科选修3-1（人教版）导学案课题实验：测定电池的电动势和内阻授课时间课型新授课主备人王雪姣编号选修3-1 019目标（一）知识与技能1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。

2、学习用图象法处理实验数据。

（二）过程与方法通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。

养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。

（三）情感、态度与价值观使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。

重难点重点：掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。

难点：用图象法处理实验数据。

教学准备课件ppt学案导案一、创设情景，出示课标（示标）。

教师：我们已经学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出有关的公式。

学生：回忆并写出闭合电路欧姆定律公式。

教师：这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律，来测量电池的电动势和内阻。

二、自主学习，研讨学案（自学）。

三、合作探究，交流展示（展示）。

1、实验原理提出问题：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？学生讨论后，可以得到多种实验方案。

（1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。

如图2.9-1所示：原理公式：Ir U E +=（2）用电流表、电阻箱测量。

如图2.9-2所示：原理公式：Ir IR E +=（3）用电压表、电阻箱测量。

如图2.9-3所示：原理公式：r R U U E +=这几种方法均可测量，今天我们这节课选择第一种测量方案。

2、实验方法教师：引导学生阅读教材72页有关内容，回答问题。

（1）用水果电池的优点是什么？电源的正负极如何鉴别？其内阻与哪些因素有关？实验过程中会有何变化？实验中要注意什么？（2）简要写出实验步骤。

学生：阅读教材，解决以上问题。

【教案】实验：电池电动势和内阻的测量高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

课题12.3 实验：电池电动势和内阻的测量教学目标1. 经历实验设计过程，理解测定电源电动势和内阻的实验原理。

2. 在理解实验原理的基础上，能完成测电动势和内阻的规范实验操作。

3. 学会用U-I图像处理数据并得到电源电动势和内阻，进一步体会此方法。

重点学会用U-I图像处理数据并得到电源电动势和内阻，进一步体会此方法。

难点在理解实验原理的基础上，能完成测电动势和内阻的规范实验操作。

教学过程一、情境引入师：电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要不同是什么呢？如果我们想比较下它们的电动势和内阻的关系应该如何设计实验呢？本节课我们就一起来探讨下电池的电动势和内阻的测量方法。

二、新课教学师：本次实验的目的是根据闭合电路欧姆定律I=ER+r，画出U-I图像，求出E和r。

我们总共有三种方法，方法一伏安法就是用电压表和电流表测数据，得到两组数据后可求得一组E和r。

师：方法二伏欧法是仅用电压表测数据，单还需要一个可以知道负载电阻并教学过程且可以调节负载电阻的元件，是什么呢？生：可以用电阻箱。

师：根据E=U+URr可求得E和r。

师：方法三安欧法师仅用电流表测数据，同样还需要一个电阻箱，根据E = IR + Ir可求得E和r。

师：我们用伏安法电路图进行本次实验，需要用到的仪器有2节电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干。

问：连接电路时要注意开关处于什么状态？生：断开。

问：滑动变阻器滑片滑到哪里？生：阻值最大处。

师：实验室按照上面实物图来连接即可。

教学过程师：数据处理的方式有两种，一种是公式法，总共需要最少六组数据来算出三组E和r，然后取平均值。

另一种是图像法，我们将实验中的数据描绘到U-I图像中，然后用平滑的曲线来连接图像，图像的纵截距即为E，斜率即为r。

师：偶然误差主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不是很准确。

系统误差主要是选用电路图时，实验电路中的电流表也有内接法和外接法之分，两种方式测量都会带来误差。

12.3实验：电池电动势和内阻的测量学案 —【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册

第十二章第3节实验:电池电动势和内阻的测量【学习目标】1．经历实验设计过程,理解测定电源电动势和内阻的实验原理。

2．在理解实验原理的基础上,能完成测电源电动势和内阻的规范实验操作。

3．学会利用图象处理数据并得出电源电动势和内阻,进一步体会利用图象进行数据处理的方法。

4．尝试分析电源电动势和内阻的测量误差,了解实验中减小误差的方法。

【课前预习】一、实验思路实验电路如图所示,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:⎩⎨⎧E ＝U 1＋I 1r E ＝U 2＋I 2r 可解得E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2,r ＝U 2－U 1I 1－I 2二、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。

三、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123456I /A U /V4．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。

四、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＝E r 。

③图线的斜率大小表示r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 。

五、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。

实验：电池电动势和内阻的测量课件-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

C．外电路发生短路时的电流为0.40A
D．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数
I 0.30A 【参考答案】B
课堂练习
某小组为了测量手机锂电池的电动势（约3.7V）与内阻（约0.1Ω），在实验室寻
找到了下列器材：电压表V1（量程0～15V）；电压表V2（量程0～3V）；电流表A（
量程0～0.6A）；滑动变阻器（阻值范围0～20Ω）；
核心仪器：待测电源（干电池）
测量仪器： U—电压表
辅助仪器：导线若干、开关
R—电阻箱
实验方案
4、如何组装这些仪器？请设计出电路图
R
V
E r
S
实验方案
R
V
E r
S
记录数据
列表法
1
2
3
4
5
6
R1
R2
R3
R4
R5
R6
U1
U2
U3
U4
U5
U6
数据处理
R
方法一：代数法
V
E r
E=U1+I1r
E=U2+I2r
12.3 实验：电池电动势和
内阻的测量
探究一：伏安法测电池
电动势和内阻
实验目的与原理
1、电源有哪些重要参量？
电动势、内阻
2、如何测量未知电源的电动势和内阻？你根据什么原理或定律？
E＝U 外＋Ir
实验仪器
3、实验需要哪些仪器？（估测选择合适的量程）
核心仪器：待测电源（干电池）
测量仪器： U—电压表
I—电流表
辅助仪器：滑动变阻器、导线若干、开关
实验方案
4、如何组装这些仪器？请设计出电路图

《实验：测定电池的电动势和内阻》导学案

《实验：测定电池的电动势和内阻》导学案一、实验目的1、掌握用伏安法测定电池的电动势和内阻的方法。

2、学会根据实验数据进行处理和分析，得出电池的电动势和内阻。

二、实验原理1、闭合电路欧姆定律：＄E ＝ U ＋ Ir$，其中$E$表示电源电动势，＄U$表示路端电压，＄I$表示电路中的电流，＄r$表示电源内阻。

2、实验中，改变外电路电阻$R$，通过测量多组电流$I$和路端电压$U$的值，利用公式$E ＝ U ＋ Ir$，可以列出多个方程，从而求解出电动势$E$和内阻$r$。

三、实验器材电池（待测电源）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、电阻箱（备选）。

四、实验步骤1、按电路图连接电路，注意电压表和电流表的量程选择，滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。

2、闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流$I_1$和电压$U_1$。

3、继续调节滑动变阻器，改变电路中的电流和电压，再记录多组电流$I$和电压$U$的值。

4、断开开关，整理实验器材。

五、数据处理1、方法一：公式法根据$E ＝ U ＋ Ir$，列出多组方程，求解$E$和$r$。

例如：当$I_1$，＄U_1$时，＄E ＝ U_1 ＋ I_1r$当$I_2$，＄U_2$时，＄E ＝ U_2 ＋ I_2r$联立求解可得$E$和$r$。

2、方法二：图像法以$U$为纵坐标，＄I$为横坐标，建立直角坐标系。

根据测量的数据描点，然后用直线拟合这些点。

直线与纵轴的截距表示电源的电动势$E$，直线的斜率的绝对值表示电源的内阻$r$。

六、误差分析1、系统误差由于电压表的分流作用，使得电流表测量的电流小于通过电源的实际电流。

测量结果中，电动势$E$的测量值小于真实值，内阻$r$的测量值小于真实值。

2、偶然误差（1）读数误差：电表读数时产生的误差。

（2）作图误差：在作$U I$图像时，由于描点不准确、连线不恰当等导致的误差。

七、注意事项1、为了使电池的路端电压变化明显，应选择内阻较大的旧电池。

电池电动势和内阻的测量+课件+-2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

该使用滑动变阻器改变外电路的电阻，进行多次测量。
物理量测量：以方案一为例
E U Ir
测量数据：
➢路端电压U
➢电流
三、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
实验器材
实验步骤
实验数据处理
实验误差分析
实验注意事项
代替，变为
I
U
R滑
就能测定电动势E和内电阻r。
E U
U
r
R滑
二、物理量的测量
实验中需要测量路端电压U和电流I两个物理量。然而，是否只需测量两
组U、Ⅰ数据，联立方程解得E和r就行呢?
只测量两组数据，通过联立方程解得E和r，看起来比较简单，误差却可
能较大。只有多次测量，并对数据进行处理，才能减小误差。所以，应
理意义以及图像斜率的物理意义。
电池已成为人类生活的亲密伙伴，生活中处处需要电池，新旧电池的主要
不同是什么呢？如果我们想比较下它们的电动势和内阻的关系应该如何设计
实验呢？
本节课我们就一起来探讨下电池的电动势和内阻的测量方法。
一、实验思路
1.伏安法测电动势E和内电阻r
如下图所示，通过测量电流和电压，应用 E U Ir，就能测定电动势E和内电阻r
2.采用安阻法测量电动势E和内电阻r
如下图所示，通过测量电流、读取滑动变阻器电阻，应用 E U Ir ，将其中的路端电压用 U IR滑
代替，变为 E Байду номын сангаасIR滑 Ir就能测定电动势E和内电阻r。

实验：电池电动势和内阻的测量课件高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

2.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，以减小偶然误差。（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
× 斜率的绝对值表示内阻 r ΔU .
内阻？
原理：E = U + Ir
R
A V
S
E = U1+ I1r E = U2+ I2r
2. 安阻法：给你一节使用过的 3. 伏阻法：给你一节使用过的干电干电池、一个变阻箱、一块安培池、一个变阻箱、一块电压表、一表、一个开关和导线若干，如个电键和导线若干，如何测量这何测量这节电池的电动势和内阻？节电池的电动势和内阻？
4. 计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计算出电源的内阻 r 5. 干电池内阻较小时，U 的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如下图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用。为此，可使纵坐标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标 I 必须从零开始)，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．用 r ＝| ΔU/ΔI |求电池的内阻 r。
6. 画 U－I 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去。这样可使偶然误差得到部分抵消，提高精确度。
伏安法误差分析（图像法）
1.内接法（1）本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。（2）由U-I图线可知，该实验的
I测 A