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(共29張PPT)
12.3實驗：電池電動勢和內阻的測量
思考討論：電動勢和內阻是電源的兩個重要參量，若電池的電動勢和內阻未知，我們該如何測量？有哪些測量方法呢？
方案一：電流表，電壓表，滑動變阻器
E= U + I r
E=I （R+ r）
方案二：電流表，電阻箱
方案三：電壓表，電阻箱
伏阻法
安阻法
伏安法
一、實驗思路
A
V
S
R
電流表外接法
二、實驗案例1
伏安法
E= U + I r
實驗器材、實物圖
實驗步驟
1. 確定電流表、電壓表的量程，按圖甲所示電路把器材連接好，如圖乙。
2. 把變阻器的滑片移到一端使阻值最大。
3. 閉合開關，調節變阻器，使電流表有明顯示數，記錄一組電流表和電壓表的示數，用同樣的方法測量并記錄幾組I 和U 的值。
4. 斷開開關，整理好器材。
處理數據
原則：多次測量減少誤差，變阻器取代定值電阻
方法 1 ：平均值法
方法 2 ：圖像法
①圖像與縱軸交點為E
②圖像與橫軸交點為I短
③圖像斜率的絕對值表示
實驗數據分析
誤差來源：電壓表分流。路端電壓越大，電壓表分流越多。圖像修正如圖。
U
I
O
測量值
真實值
A
V
S
E, r
E測誤差分析
E測=E真 r測＞r真
誤差來源：電流表分壓（歸內）
1.電鍵閉合前，變阻器滑片應置于阻值最大位置處；
2.使用內阻較大一些的舊電池。在實驗中不要將電流調得太大，每次讀完數后立即斷電，以免使電動勢和內阻發生變化。如果使用的是水果電池，它的內阻雖然比較大，但不夠穩定，測量前要做好充分的準備，測量盡量迅速；
3.要測出不少于6組Ｉ、Ｕ數據，且變化范圍要大一些；
4.畫圖線時，應使圖線通過盡可能多的點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側，個別偏離直線太遠的點可舍去；
注意事項
大本121【例1】 在用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內阻的實驗中，供選用的器材有
A. 電流表(量程0~0.6 A，RA=1 Ω)
B. 電流表(量程0~3 A，RA=0.6 Ω)
C. 電壓表(量程0~3 V，RV=5 kΩ)
D. 電壓表(量程0~15 V，RV=10 kΩ)
E. 滑動變阻器(0~10 Ω，額定電流1.5 A)
F. 滑動變阻器(0~2 kΩ，額定電流0.2 A)
G. 待測電源(一節一號干電池)、開關、導線若干。
(1)請在虛線框中畫出能使本實驗測量精確程度高的實驗電路。
(2)電路中電流表應選用　　　　，電壓表應選用　　　，滑動變阻器應選用　　　　。(用字母代號填寫)
A
C
E
(3)下圖為實驗所需器材，請按原理圖連接出正確的實驗電路。
(4)引起該實驗系統誤差的主要原因是　　 　　　。
電壓表的分流作用
大本122【例2】 用伏安法測一節干電池的電動勢E 和內阻r，所給的器材有
A. 電壓表
B. 電流表
C. 滑動變阻器R1：總阻值20 Ω
D. 滑動變阻器R2：總阻值100 Ω
E. 開關S和導線若干
(1)電壓表量程選用　　??；滑動變阻器選用　　(選填“R1”或“R2”)。
(2)在虛線框中將電壓表連入實驗電路中。
答案：(1)0~3 V　R1
(3)在 圖中已畫出七組實驗數據所對應的坐標點，請根據這些點作出圖線并由圖線求出：E=　　　 V，r=　 Ω。
1.46　0.72
拓展創新
大本123【例3】 為了響應“地球一小時”的活動，某校學生組織了一次自制水果燈比賽，小明同學自制的“橙子電池”成功點亮了一個LED小燈泡。在實驗成功前，小明為了測量“橙子電池”的電動勢和內阻，進行了多次實驗，他設計的電路圖如圖。
若實驗室除了導線和開關外，還有以下一些器材可供選擇:
A. 電流表A1(量程為0~0.6 A，內阻R1=1 Ω)
B. 靈敏電流表A2(量程為0~0.6 mA，內阻R2=800 Ω)
C. 靈敏電流表A3(量程為0~600 μA，內阻未知)
D. 電阻箱(0~9 999 Ω)。
(1)為了能盡可能準確地測定“橙子電池”的電動勢和內阻，實驗中電流表應選擇 (填器材前的字母)。 看第二問再答題！
B
(2)測出多組數據并記錄在下表中：應該作　 圖像(選填“R-I ”或“R- ”)。
(3)請根據小明獲得的數據在圖中作出圖像。(4)由圖線可以得到被測電池的電動勢
E=　　　 V，內阻r=　　　 Ω。(結果均保留2位有效數字)
答案: (2) R- (3)見解析圖 (4)0.86　3.0×102
大本124.變式訓練3.為測定某舊干電池的電動勢和內阻，實驗室提供了如下器材:
A. 舊干電池兩節(假設兩節電池完全一樣)
B. 電壓表(視為理想電壓表，量程0~3 V)
C. 電阻箱R(0~999.9 Ω)
D. 定值電阻R0=10 Ω
E. 多用電表
F. 開關、導線若干。
(1)同學甲直接使用多用電表的直流電壓2.5 V擋測量一節電池的電動勢，讀數如圖，則該同學測得的電動勢E=　　　　，此測量值比舊干電池電動勢的真實值　　　(選填 “偏大” 或 “偏小” )。
1.45 V　偏小
(2)同學乙將兩節干電池串聯接入如圖甲的電路，規范操作得到如圖乙的圖像(U 為電壓表讀數)。該同學所描繪的圖像中，橫坐標是　　(填選項前的字母)。
R C.
(3)按照(2)問中所選的橫坐標，已知圖像的斜率為k，縱軸的截距為b，則一節干電池的電動勢為　　　　，內阻r為　　　。(均用k、b、R0表示)
B
5.3p10414.某中學生課外科技活動小組將銅片(正極)、鋅片(負極)插入一只蘋果內，制成了一個簡單的“水果電池”，他們做了兩個這樣的水果電池，如圖甲，并依次進行以下實驗:
(1)用多用電表的直流電壓2.5V擋粗測其中一個水果電池的電動勢，測量時水果電池的銅極應與多用電表的 表筆相接。指針位置如圖乙，其示數為 V;
紅
0.65
(2)將兩個水果電池串聯起來組成電池組給“1.5V、0.3A”的小燈泡供電，小燈泡不能發光，檢查電路無故障。再將多用電表串聯在電路中測量電流，發現讀數不足3mA。由此可推測小燈泡不發光的原因是 ;
A. 水果電池的電動勢太大
B. 水果電池的電動勢太小
C. 水果電池的內阻太大
D.小燈泡的電阻太大
C
(3)為了盡可能準確地測出該水果電池組的電動勢和內阻，小組成員在實驗室中找到了
電流表A(0~300μA，內阻為100Ω)、電阻箱R(0~9 999Ω)、導線、開關等實驗器材。設計了如圖丙的實驗電路，請用筆畫線代替導線將實物電路圖丁補充完整;
(4)連接電路后，調節電阻箱R的阻值，得到的測量數據如表。
將實驗數據輸入電子表格，根據實驗數據作出的R圖像如圖戊，則從圖像中得出
水果電池組的電動勢E= V，
內阻為r= kΩ(均保留兩位有效數字)。
1.2
1.1
5.3p10719.(2022 湖北新高考模擬)某實驗小組準備用銅片和鋅片作為2個電極插入蘋果制成水果電池，探究電極間距、電極插入深度對水果電池的電動勢和內阻的影響。實驗小組在市場上購買了品種、大小和成熟程度幾乎相同的蘋果，成員設計了兩個方案測量蘋果電池的電動勢E和內阻r，電路原理如圖A、B。實驗室可供器材如下:
電壓表V(0~3 V，內阻約3 kΩ；0~15 V，內阻約15 kΩ);
電流表A(0~0.6A，內阻約0.125 Ω；0~3 A，內阻約0.025Ω);
微安表G(量程0~200μA，內阻約1000Ω);
滑動變阻器(額定電流2A，最大阻值100Ω)，電阻箱(最大阻值99999Ω)，開關、導線若干
(1)查閱資料知道蘋果電池的電動勢約為1V，內阻約為幾千歐，經過分析后發現方案A不合適，你認為方案A不合適的原因是 (多選題)。
A.滑動變阻器起不到調節的作用
B.電流表幾乎沒有示數
C.電壓表分流明顯導致測量誤差偏大
D.電壓表示數達不到量程的三分之一
(2)實驗小組根據方案B進行實驗，根據數據作出R圖像，
已知圖像的斜率為h，縱軸截距為b，微安表內阻為r，
可求得被測電池的電動勢E=____，內阻r= 。
ABD
(3)改變電極間距、電極插入深度重復實驗，測得數據如表。
分析以上數據可知電極插入越深入，水果電池內阻越 ，電極間距越大，水果電池內阻越___。
小
大
5.3p10821.反復考(2022 湖北卷)某探究小組學習了多用電表的工作原理和使用方法后，為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率，進行了如下實驗探究。
(1)該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D，示數如圖甲，其讀數為 mm。
再用游標卡尺測得其長度L。
3.700
(2)該小組用如圖乙的電路測量該圓柱形電阻R的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內阻為1.0Ω，定值電阻R0的阻值為20.0Ω，電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。先將S2置于位置1，閉合 S1，多次改變電阻箱R的阻值，記下電流表的讀數I，數據見表。在圖丙中繪制R圖像。再將S2置于2，此時電流表讀數為0.400A。由圖丙可得Rx= Ω(結果保留2位有效數字)。最后可得電阻率= (用D、L、Rx表示)。
6.0
(3)該小組根據圖乙的電路和圖丙的R圖像，可以求得電源電動勢E= V，
內阻r= Ω。(結果均保留2位有效數字)
(4)持續使用后，電源電動勢降低、內阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置，測得電路的電流，仍根據原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會 (選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
12
3.0
偏大

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