2025屆高考物理精準(zhǔn)突破復(fù)習(xí)：實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量

基于核心素養(yǎng)的物理課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)：測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻2025屆高考物理精準(zhǔn)突破復(fù)習(xí)

請(qǐng)同學(xué)們思考并回答：1、什么是電源的電動(dòng)勢E？

2、從閉合電路中的電壓關(guān)系分析，電源電動(dòng)勢E等于什么？

指非靜電力把正電荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功與該電荷電量的比值。是描述電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量。

路端（外）電壓電源內(nèi)阻消耗的電壓請(qǐng)思考：你能想到哪些方法測出一個(gè)電源的電動(dòng)勢E呢？伏安法伏阻法安阻法粗測法其他方法1、用電壓表粗測電源的電動(dòng)勢一、實(shí)驗(yàn)思路VSEr

若電壓表阻值為RV若為理想電壓表（RV=）

∞

請(qǐng)思考：為什么斷路時(shí)的路端電壓等于E？2、實(shí)驗(yàn)思路若測出該電路中路端（外）電壓、電流

路端（外）電壓通過電源的電流2、伏安法（計(jì)算法）方法一：解方程組法E=U1+I1rE=U2

+I2r

聯(lián)立解得：缺點(diǎn)：使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)少,偶然誤差大，計(jì)算步驟繁瑣。2、伏安法（圖像法）

測出路端電壓、電流

方法二：圖像法電源的電動(dòng)勢EU/VI/AO電源的U―I圖像U=?Ir+E優(yōu)點(diǎn)：形象直觀；使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)多，偶然誤差??；且計(jì)算相對(duì)更簡便。1、偶然誤差a.由于電表讀數(shù)不準(zhǔn)引起的誤差；b.作圖不準(zhǔn)或圖像集中在坐標(biāo)紙某一區(qū)域造成的誤差；c.測量過程通電時(shí)間過長或電流過大，會(huì)引起電動(dòng)勢和內(nèi)阻變化等。2、系統(tǒng)誤差a.由測量儀器造成的誤差；b.在設(shè)計(jì)電路圖時(shí)，實(shí)驗(yàn)電路中的電流表也有“內(nèi)接法”和“外接法”之分，這兩種方式測量都會(huì)帶來系統(tǒng)誤差。3、實(shí)驗(yàn)誤差1、實(shí)驗(yàn)電路圖二、電流表“外接法”“外接”是相對(duì)于電源來說的，而不是滑動(dòng)變阻器。AVSE,r···2.演示：電流表“外接法”測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻AVSE,r···實(shí)驗(yàn)儀器：待測干電池一節(jié)，0-50Ω滑動(dòng)變阻器，電壓傳感器，電流傳感器，電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干3、誤差分析（1）電壓表理想E真=U+Ir真路端電壓通過電源的電流AVSRErr測

<r真

E測

<

E真UIO電源的U―I圖像E真E測U=?

Ir+E

I測AVSRErΔIΔI等效電源思路分析誤差A(yù)VSRErE′r′等效電動(dòng)勢：

=E測

<

E等效電阻：

<

r4、換個(gè)角度看“外接法”的測量結(jié)果

U=?

Ir+Er′E′RVr適測

r小的電源四、演示：電流表“內(nèi)接法”測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻VSAREr實(shí)驗(yàn)儀器：待測干電池一節(jié)，0-50Ω滑動(dòng)變阻器，電壓傳感器，電流傳感器，電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干1、電流表“內(nèi)接法”誤差分析r測

>r真

E測

=E真（E測）UIO電源的U―I圖像E真（1）電壓表理想E真=U+Ir路端電壓通過電源的電流VSARErU=?

Ir+E

U測ΔUΔUE′r′等效電動(dòng)勢：

E′=E

即E測

=

E

=r測

>

r等效電阻：

r′=r+RAVSAREr等效電源思路分析誤差2、換個(gè)角度看內(nèi)接法測量誤差U=?

Ir+E

r′E′RAr適測

r大的電源四、伏阻法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻

思考：通過U隨R變化關(guān)系，怎樣運(yùn)用多組測量數(shù)據(jù)，更方便的求出E和r？

O2.“化曲為直”

b圖像斜率為k

2、演示：用伏阻法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)儀器：待測干電池一節(jié)，電阻箱1個(gè)，電壓傳感器，電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干四、伏阻法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻3.誤差分析：電壓表分流，相當(dāng)于電流表外接法。

ΔII測r測

<r真

E測

<

E真I測ΔI四、安阻法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻1.原理：

E=IR+Ir思考：通過U隨R變化關(guān)系，怎樣運(yùn)用多組測量數(shù)據(jù)，更方便的求出E和r？2.“化曲為直”：

b圖像斜率為k

RO2、演示：用安阻法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)儀器：待測干電池一節(jié)，電阻箱1個(gè)，電流傳感器，電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干四、安阻法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻3.誤差分析：

U測ΔU電流表分壓導(dǎo)致誤差，相當(dāng)于電流表內(nèi)接法。E測

=

E真r測

>r真

例.用圖甲所示電路測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r。甲(1)根據(jù)圖甲在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。甲(2)合上開關(guān)S1，S2先后在1和2處合上，分別記錄多組電壓表和電流表的示數(shù)。將兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)描在在同一坐標(biāo)系中，得到的U－I的圖線如圖丙所示，A、B兩直線在縱軸上的截距分別為UA、UB，在橫軸上的截距分別為IA、IB。（圖丙中各物理量均已知）（1）直線B是S2接________(填“1”或“2”)時(shí)作出的U－I圖線；圖像B中測得電池電動(dòng)勢E_____，內(nèi)阻r_____。（填偏大，相等或偏小）（2）根據(jù)直線A測出的電池電動(dòng)勢E＝__________，內(nèi)阻r＝________。（3）由圖像可得電池電動(dòng)勢真實(shí)值E真＝________，內(nèi)阻真實(shí)值r真＝____________。1

UA

偏小

偏小

UA

甲丙思考：其他