1、电池电动势和内阻的测量回顾问题1：电压表直接接在电源两段时，电压表的示数代表什么？电动势的大小干电池电动势：1.5V三个西红柿串联电动势：2.5V回顾分别将两个电池与小灯泡进行串联与干电池串联：小灯泡发光，较亮亮 回顾与水果电池串联：小灯泡发光，较暗暗 分别将两个电池与小灯泡进行串联回顾现象：电动势小的干电池，连入灯泡发光比较亮；电动势大的水果电池，连入灯泡反而发光较暗。问题2：产生此现象的原因是什么？结合电路中的电源做出回答。亮 暗 思考：内电路在电源内部，如何测量电动势和内阻呢？新 课电压表直接接在电源两端可以粗测到电动势当电源内阻较小时，此法可以直接粗测电动势；当电源内阻较大时，此法不太
2、适合测量电动势。电压表与电源串联时，形成的是闭合回路方案1：直接测量法新 课根据可知，若使得电路短路，则有rREIrEI短此方案只能粗测电动势和内阻（1）外电路的电流表本身有电阻，此时电路中的电流不等于短路电流。（2）不利于电表和电源的安全方案1：直接测量法新 课方案2：根据可知，若测得外部电路的电阻和电路总电流，则能计算E和r的大小。IrEU实验器材：电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、电压表方案2：电流表、电压表测量法（伏安法）新 课1、实验方案：（1）电流表测电路电流；（2）电压表测路端电压；（3）移动滑变改变外电阻，测量多组实验数据（U、I）2、设计电路：3、实验操作：闭合电路，调节
3、滑动变阻器，记录相应的U和IRVA新 课4、数据处理：（1）公式法：U1、I1 U2、I2 E=U1+I1r E=U2+I2r 化简则有：4、数据处理：（2）图像法：建立U-I坐标系 新 课某次实验结果的U-I图像思考图像与横轴交点代表什么？图像与纵轴交点代表什么。图像与横轴交点代表短路电流图像与纵轴交点代表电动势4、数据处理：（2）图像法：建立U-I坐标系 新 课某次实验结果的U-I图像E=纵轴截距 r等于直线的斜率的绝对值 UrkI新 课误差分析1 RVA测量值：误差来源：电压表分流真实值：分析结果：E测 E真r 测 r 真新 课误差分析1 RVA从图像的角度 I/AE真U/VI短E测UI
4、I测真实测量新 课从等效电路的的角度分析误差 将电源与分流的电压表看成内部，等效为电源。此时将外电路断开，则U示数为E测，此时由于电源内阻，所以E测E真。此时r测为rV与r并联，r测 r 真新 课误差分析2 I/AE真U/VI短从图像的角度 真实测量RVA新 课从等效电路的的角度分析误差 RVA+-VE测r测RV+-E测r测将电源与分压的电流表看成内部，等效为电源。此时将外电路断开，则U示数为E测，此时E测=E真。此时r测为rA+r，r测r真 新 课由分析可见，用此种方式测电动势和内阻会出现一定误差。请你根据误差出现的原因分析，什么情况下，测量误差较小？误差来源：电流表分压。则电流表分压越小，
5、则测量误差就越小。此法适合测量内阻较大的情况，且所测内阻偏大RVA新 课RVARVA联想记忆：内测E准r大；外测E小r小 对电源r而言，可视为外接法 对电源r而言，可视为内接法 5、注意事项（1）为了使得电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用内阻较大的旧电池进行实验（2）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处（3）在实验中不要将电流调得太大，读数要快，每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化（3）要测出不小于6组、数据，且变化范围要大一些 新 课小试牛刀例：在测电源电动势和内电阻的实验中，已知RA0.5，RV6k，（1）若被测电源电动势约6V，内阻约0.5，则应采
6、用电路；（2）若被测电源电动势约2V，内阻约100，则应采用电路RVA甲RVA乙甲（外）乙（内）思考：不论使用限流外接法还是内接法都会有一定的误差,综合分析两者的优缺点。内接法测量电动势没有系统误差,但是内阻测量误差过大;外接法测量电动势和内阻都有误差,但两个误差都较小。新 课伏安法中，实验室一般选取外接法进行实验创新思考：若实验室无法同时提供电流表和电压表，在已知器材有电池、开关、导线、电阻箱、电压表（电流表）的情况下，如何设计电路可以测得电池的电动势和内阻？实验器材1：电池、开关、导线、电阻箱、电流表电路可建立，如图所示方案3：电表与电阻箱测量法创新实验原理1：外电路为电阻箱，由E=U+I
7、r可得E=IR+Ir，测出通过电阻箱的电流进行换算，间接得出外电压 实验操作1：连接图示电路，调节电阻箱R，记录对应的I、R值方案3：电表与电阻箱测量法（安阻法）R1、I1 R2、I2 E=I1R1+I1r E=I2R2+I2r 公式法处理实验数据创新方案3：电表与电阻箱测量法（安阻法）图像法处理实验数据将测量出的I和R建立关系，观察即可E=I（R+r）rREI不好观察I与R的关系rRIErIER化曲为直满足线性关系与此时可见，IR1创新方案3：电表与电阻箱测量法（安阻法）图像法处理实验数据可得图像rIER由图像可见：斜率k=E；纵轴截距代表内电阻r 误差分析 测量值：误差来源：电流表分压真实
8、值：分析结果：E测=E真r 测 r 真创新方案3：电表与电阻箱测量法（安阻法）122211122121;IIRIRIrIIIIRRE测测）（ARIIRIRIrIIIIRRE-;122211122121真真）（rIRRIEA1111）（rIRRIE22222）（与内接法分析结果相同创新实验器材2：电池、开关、导线、电阻箱、电压表电路可建立，如图所示方案3：电表与电阻箱测量法（伏阻法）创新实验原理2：外电路为电阻箱，由E=U+Ir可得 ，测出通过电阻箱的电流即可进行换算，间接得出电流 rRUUE实验操作2：连接图示电路，调节电阻箱R，记录对应的U、R值方案3：电表与电阻箱测量法（伏阻法）R1、U1
9、 R2、U2 公式法处理实验数据rRUUE111 rRUUE222 创新方案3：电表与电阻箱测量法（伏阻法）图像法处理实验数据将测量出的U和R建立关系，观察即可rRUUERrRUE）（rRERURrEU1ERrU11RErEU 11EErRU111满足线性关系与此时可见，RU11创新方案3：电表与电阻箱测量法（伏阻法）图像法处理实验数据可得图像EErRU111ErkE，斜率代表由图像可见，纵轴截距1误差分析 测量值：误差来源：电压表分流真实值：分析结果：E测=E真r 测 r 真创新方案3：电表与电阻箱测量法（伏阻法）1221122112211221)(;)(RURUUURRrRURURRUUE
10、测测）（rRURUUEV1111）（rRURUUEV2222与外接法分析结果相同小试牛刀【例题】为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图（左）实验电路，其中R为电阻箱，R0=5.0为保护电阻。闭合开关调节电阻箱，得到多组相关数据，且建立了如图（右）所示关系图像。已知图像拟合为一条直线，由此图像求得电池组的电动势E和内电阻r分别为多少？答案：E=2.9V；r=1.1 创新方案3：电表与电表测量法（伏伏法）思考：若实验室器材缺少，在已知器材仅有电池、开关、导线、电压表（电流表）的情况下，如何设计电路可以测得电池的电动势和内阻？前提：有已知内阻的电表（如已知V1内阻为R0）
11、实验原理1：外电路仅有电压表，已知V1准确内阻的前提下，可以计算出实际真实电流计算 实验操作1：连接图示电路，开关先打到1，可通过已知RV测出此时的实际电流和电压；开关再次打到2，可以得到第二组数据创新方案3：电表与电表测量法（伏伏法）数据分析：根据已知内阻的电表计算开关打到1：0121RrUEUU开关打到1：011RrUEU)(1101211121UURUUUrUUUUE；可得：无系统误差创新方案3：电表与电表测量法（安安法）前提：有已知内阻的电表（如给定表头G，已知内阻为Rg）数据分析：根据已知内阻的电表计算开关闭合：rIIRRIEGAgG)()(1111rIIRRIEGAgG)()(22221122211112221211)()(GAGAGGgGAGAGAAGgIIIIIIRRrIIIIIIIIRRE；可得：无系统误差小结：测量电动势和内阻内外UUEIrUEIrIRErRUUE