第十二章電能

能量守恒定律人教版(2019)必修第二冊12.3.2電池電動勢和內(nèi)阻的測量(第二課時）閉合電路的歐姆定律：測路端電壓、電流伏安法測電流、外電路電阻安阻法測路端電壓、外電路電阻伏阻法實(shí)驗(yàn)思路1.實(shí)驗(yàn)原理采用一個電阻箱、一塊電壓表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)使用過的干電池的電動勢和內(nèi)阻。原理：原理圖方案二：伏阻法2.數(shù)據(jù)處理——平均值法由

知，只要用電壓表和電阻箱測出U、R的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，電路圖如圖所示.方案二：伏阻法2.數(shù)據(jù)處理——圖像法由化簡可得圖像與縱軸的交點(diǎn)即為電動勢的倒數(shù)圖像的斜率為圖像與橫軸的交點(diǎn)即為內(nèi)阻的倒數(shù)負(fù)值作出

的圖像，如右圖所示，由圖像可得：方案二：伏阻法3.誤差分析①誤差來源：電壓表的分流引起系統(tǒng)誤差。通過電源的電流我們認(rèn)為是實(shí)際通過電源的電流為：②測量值和真實(shí)值的關(guān)系：③消除誤差的方法：電壓表的分流。電壓表內(nèi)阻已知，可消除系統(tǒng)誤差。方案二：伏阻法采用一個電阻箱、一塊電流表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)使用過的干電池的電動勢和內(nèi)阻。1.實(shí)驗(yàn)原理原理：原理圖方案三：安阻法2.數(shù)據(jù)處理——平均值法由

知，只要用電流表和電阻箱測出I、R的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，電路圖如圖所示.方案三：安阻法2.數(shù)據(jù)處理——圖像法化簡可得圖像與縱軸的交點(diǎn)即為電動勢的倒數(shù)圖像的斜率為由圖像與橫軸的交點(diǎn)即為內(nèi)阻的負(fù)數(shù)作出

的圖像，如右圖所示，由圖像可得：方案三：安阻法3.誤差分析①誤差來源：電流表的分壓引起系統(tǒng)誤差。不考慮電流表的分壓作用：②測量值和真實(shí)值的關(guān)系：③消除誤差的方法：電流表的分壓，電流表內(nèi)阻已知，可消除系統(tǒng)誤差?？紤]電流表的分壓作用：方案三：安阻法總結(jié)“伏阻法”與“安阻法”測量E和r的誤差分析：電路圖誤差來源電壓表的分流U測=U真，I測<I真電流表的分壓U測<U真，I測=I真結(jié)果E測<E真，r測<r真E測＝E真，r測>r真等效電源法E測＝E真，r測=r真+RAI真=I測+IVU真=U測+UA測量電池的電動勢和內(nèi)阻內(nèi)接法安阻法外接法伏阻法誤差來源：E測

=E真

r測

>r

真電流表分壓誤差來源：E測

<E真

r測

<r真

電壓表分流采用一個定值電阻、兩塊電壓表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)使用過的干電池的電動勢和內(nèi)阻。方案四:伏伏法原理：E=U+IrSE,rRV2V1SE,rRV2V1采用一個定值電阻、兩塊電流表、一個電鍵和導(dǎo)線若干,測量一節(jié)使用過的干電池的電動勢和內(nèi)阻。原理：E=U+IrA2SE,rRA1A2SE,rRA1方案5：安安法小結(jié)：測量電動勢和內(nèi)阻安阻法伏阻法伏安法伏伏法安安法閉合電路歐姆定律(2023·黑龍江省蘿北縣高級中學(xué)高二開學(xué)考試)某中學(xué)課外興趣小組測量手機(jī)電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲所示，已知電池的電動勢約為3V、內(nèi)阻小于1Ω，現(xiàn)提供的器材如下：A.手機(jī)電池；B.電壓表V1(量程為0～15V，內(nèi)阻約為10kΩ)；C.電壓表V2(量程為0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ)；D.電阻箱R(0～99.9Ω)；E.定值電阻R01＝2Ω；F.定值電阻R02＝100Ω；G.開關(guān)和導(dǎo)線若干。例1(1)如果要準(zhǔn)確測量電池的電動勢和內(nèi)阻，電壓表應(yīng)選擇____；定值電阻R0應(yīng)選擇____。(均選填實(shí)驗(yàn)器材前的標(biāo)號)CE(2)興趣小組一致認(rèn)為用線性圖像處理數(shù)據(jù)便于分析，于是在實(shí)驗(yàn)中改變電阻箱的阻值R，記錄對應(yīng)電壓表的示數(shù)U，獲取了多組數(shù)據(jù)，畫出的

圖像為一條直線，如圖乙所示，若把流過電阻箱的電流視為干路電流，則可得該電池的電動勢E＝____V，內(nèi)阻r＝______Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)3.30.25(3)若考慮電壓表的分流作用，則該實(shí)驗(yàn)中電動勢的測量值與真實(shí)值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。偏小

要測量一電源的電動勢E(小于3V)和內(nèi)阻r(約1Ω)，現(xiàn)有下列器材：理想電壓表(3V和15V兩個量程)、電阻箱R(0～999.9Ω)、定值電阻R0＝3Ω、開關(guān)和導(dǎo)線。某同學(xué)根據(jù)所給器材設(shè)計(jì)了如圖甲的實(shí)驗(yàn)電路：例2(1)電路中定值電阻R0的作用是____________________。保護(hù)電源，防止短路(2)請根據(jù)圖甲電路，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路。(3)該同學(xué)調(diào)節(jié)電阻箱阻值R，讀出對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，得到兩組數(shù)據(jù)：R1＝2Ω時，U1＝2.37V，R2＝4Ω時，U2＝2.51V。由這兩組數(shù)據(jù)可求得電源的電動勢E＝______V，內(nèi)阻r＝______Ω。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)2.941.21(2024·廣州市高二期末)一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)如圖(a)所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(虛線所示)時的實(shí)驗(yàn)電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處：①__________________；②_______________________。例3開關(guān)處于閉合狀態(tài)電阻箱接入電路電阻為零(2)實(shí)驗(yàn)測出多組電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，并計(jì)算出

數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)，在方格紙上作出了R－

關(guān)系圖像如圖(b)。由圖像可計(jì)算出該干電池的電動勢為______V；內(nèi)阻為______Ω。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)1.371.20(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時，電壓表的指針位置如圖(c)所示，則該干電池的電動勢應(yīng)為______V；內(nèi)阻應(yīng)為_____Ω。(c)1.371.0(2023·云南省巍山彝族回族自治縣第二中學(xué)高二月考)為了測量四節(jié)干電池組成的電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路。器材如下：A.電池組(四節(jié)干電池：電動勢約為6V，內(nèi)阻約為4Ω)B.電阻箱(最大阻值99.9Ω)C.電流表A1(量程3A、內(nèi)阻為0.5Ω)D.電流表A2(量程0.6A、內(nèi)阻為1Ω)E.定值電阻R01＝50ΩF.定值電阻R02＝5ΩG.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干例4(1)為提高實(shí)驗(yàn)的精確度，電流表應(yīng)選用____；定值電阻應(yīng)選用____。(均選填器材前的標(biāo)號)DF(2)斷開開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，再閉合開關(guān)S，讀取并記錄電流表的示數(shù)及電阻