【物理】實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量(設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、注意事項(xiàng)) 2023-2024學(xué)年高二上人教版（2019）必修第三冊(cè)

§12.31實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量(設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、注意事項(xiàng))第十二章

電能能量守恒定律1．了測(cè)量一精密金屬絲的電阻率，某實(shí)驗(yàn)小組先用多用表粗測(cè)其電阻約為6Ω，然后進(jìn)行較準(zhǔn)確測(cè)量，除待測(cè)金屬絲外，實(shí)驗(yàn)室還備有的實(shí)驗(yàn)器材如下：A．電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ）B．電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約為75kΩ）C．電流表A1（量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）D．電流表A2（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）E．滑動(dòng)變阻器R1（0～5Ω，0.6A）F．滑動(dòng)變阻器R2（0～2000Ω，0.5A）G．輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源EH．電阻箱L．開關(guān)S，導(dǎo)線若干為了測(cè)量范圍盡可能大一些，則上述器材中應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有（填器材前序號(hào)）

，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)設(shè)計(jì)最合理的電路圖并將圖中的實(shí)物連線

，但用該電路電阻的測(cè)量值

真實(shí)值（選填“大于”、“等于”或“小于”）。如果金屬絲直徑為D，長度為L，所測(cè)電壓為U，電流為I，寫出計(jì)算電阻率的表達(dá)式

知識(shí)回顧：測(cè)量電路和控制電路二、控制電路的選擇：限流式和分壓式一、測(cè)量電路的選擇：內(nèi)接法和外接法U=E─Ir1.關(guān)系：2.圖像：(2).橫截距:短路電流(3).斜率的絕對(duì)值:內(nèi)阻(1).縱截距:電動(dòng)勢(shì)E

I=0

,U=E

知識(shí)回顧:路端電壓與干路電流的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)三、實(shí)驗(yàn)器材四、實(shí)驗(yàn)步驟五、數(shù)據(jù)處理六、誤差分析七、注意事項(xiàng)課堂探究一:電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都是電源的重要參數(shù)。根據(jù)閉合電路歐姆定律，有多種方法可以測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。請(qǐng)你思考并提出一兩種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。思考：如果只有一個(gè)電流表沒有電壓表，你能設(shè)計(jì)出測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路嗎？還需要什么器材？如果只有一個(gè)電壓表呢？1．理解測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理，

體驗(yàn)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)過程．2．會(huì)用解析法和圖像法求解電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．3．掌握利用儀器測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法，

并能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電路和選擇儀器．一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．伏安法：E＝U＋I(xiàn)r

,

測(cè)

U、I

數(shù)據(jù),得出E、r

2．安阻法：E＝IR＋I(xiàn)r,

測(cè)

I、R

數(shù)據(jù),得出E、r待測(cè)電池、電流表、電阻箱、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙待測(cè)電池、電壓表、電阻箱、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙待測(cè)電池、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙二、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)三、實(shí)驗(yàn)器材四、實(shí)驗(yàn)步驟(以伏安法為例)1．電流表用0～0.6A量程，電壓表用0～3V量程，按實(shí)驗(yàn)原理圖連接好電路．2．把滑動(dòng)變阻器的滑片移到一端，使其接入電路的阻值最大．3．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有明顯的示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)．

用同樣的方法測(cè)量幾組I、U值．4．?dāng)嚅_開關(guān)，整理好器材．5．處理數(shù)據(jù)，求出電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．五、數(shù)據(jù)處理讀數(shù)有沒有問題？五、數(shù)據(jù)處理思考：有哪些數(shù)據(jù)處理的方法？方法一：公式法分別把兩次U、I讀數(shù)合一組計(jì)算E、r的值，多計(jì)算幾組，然后取E、r的平均值。E=U2+I2rE=U1+I1r

五、數(shù)據(jù)處理I短方法二:圖象法E

U=E-Ir

五、數(shù)據(jù)處理思考：測(cè)量數(shù)據(jù)集中在U-I圖像的很小區(qū)域，這樣不利于減小誤差。如何調(diào)整坐標(biāo)軸解決這個(gè)問題？調(diào)整后的直線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)是否發(fā)生改變？由于干電池的內(nèi)阻較小，當(dāng)電流I變化時(shí)，電壓U的變化可能較小。為了得到更加精確的測(cè)量結(jié)果，作圖時(shí)，電壓軸的起點(diǎn)坐標(biāo)一般不從0開始，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇合適的起點(diǎn)坐標(biāo)。五、數(shù)據(jù)處理1．某同學(xué)按圖的電路測(cè)量蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。他調(diào)整滑動(dòng)變阻器共測(cè)得5組電流和電壓的數(shù)據(jù)，如表1。請(qǐng)作出蓄電池路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像____________，根據(jù)U-I圖像得出蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E=_________和內(nèi)阻r=____________。表1蓄電池路端電壓、電流的各組數(shù)據(jù)1.721.350.980.630.341.881.921.931.981.99

2.03V

0.09Ω教材第92頁七、注意事項(xiàng)

一、實(shí)驗(yàn)原理測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻三、注意事項(xiàng)二、數(shù)據(jù)處理伏安法