实验测定电源的电动势和内电阻(学案)
实验：电池电动势和内阻的测量+导学案 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
高二物理必修三12.3《实验：电池电动势和内阻的测量》导学案学习目标1．掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法．2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法；理解U －I 图象的意义．学习过程：一：伏安法测电源电动势和内阻1．原理：闭合电路的欧姆定律 实验电路：2．E 和r 的求解：{E = r =由U ＝E －Ir 得{U 1=E −I 1r U 2=E −I 2r ，解得{E =I 1U 2−I 2U 1I 1−I 2r =U 2−U 1I 1−I 2 3.实验步骤：(1)连接电路(2)电流表用 A 的量程，电压表用 V 的量程；(3)把滑动变阻器调到 处(4)闭合开关，调节变阻器，使表有明显的示数，记下一组数据，同理记录多组数据．3．作图法数据处理，如图所示．(1)图线与纵轴交点为 .(2)图线与横轴交点为I 短＝ .(3)图线的斜率表示r ＝ ..4. 系统误差分析由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．(1)如图甲所示，在理论上E ＝U ＋(I V ＋I A )r ，其中电压表示数U 是准确的电源两端电压，而实验中忽略了通过电压表的电流I V 而形成误差，而且电压表示数越大，I V 越 ．①当电压表示数为零时，I V ＝0，I A ＝I 短，短路电流测量值＝真实值．②E 测<E 真．因为r 测＝E 测I 短，所以r 测<r 真．从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r 测和E 测)，如图乙所示，因为电压表和电池并联，所以r 测小于电池内阻r 真，因为外电阻R 断开时，a 、b 两点间电压U ab 等于电动势E 测，此时电源与电压表构成回路，所以U ab <E 真，即E 测<E 真．(2)若采用下图甲所示的电路，I A 为电源电流真实值，理论上有E ＝U ＋U A ＋I A r ，其中U A 不可知，而造成误差，而且电流表示数越大，U A 越大，当电流为零时，U A ＝0，电压为准确值，等于E ，如图乙所示．甲 乙①E 为真实值． ②I 短测<I 短真．③因为r 测＝E I 短测，所以r 测>r 真，r 测为r 真和R A 的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r 测的测量误差非常大．例1：某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，接电路的实物图如图所示。
高中物理《实验：测定电池的电动势和内阻》教案
高中物理《实验：测定电池的电动势和内阻》教案（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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测电源电动势和内阻学案
测定电源电动势及内电阻1. 知道测量电源的电动势和内电阻的原理和方法。
2. 掌握用“代数法”和“图像法”分析处理实验数据的方法。
3. 本实验应该通过动手测量电源的电动势和内电阻，经历较完整的实验过程，学习有关电路连接、测量方面的实验操作技能。
重视实验原理与方法的学习，会分析实验误差。
一．实验目的测定电池的 和 ． 二．实验原理根据闭合电路欧姆定律有 E= U ＋Ir ．对一个给定的电池，E 和r 是一定的，I 和U 都随负载电阻R 的改变而改变．只要改变R 的阻值，即可测出两组I 和U 数据，然后代人方程组： ① ②解①、②组成的方程组可得： 三．实验器材:四. 实验原理图：思考：你会选择哪个实验原理图来设计该实验及其原因？五． 实验步骤1、按图连接好实验仪器．2、移动滑动变阻器的滑动触头，使其接入电路的阻值最大，然后闭合开关S ．读出电压表、电流表的示数U 1、I 1，并填入自己设计的表格内．断开开关．3、多次移动滑动变阻器的滑动触头，一次一次地减小变阻器的阻值，闭合开关，对应地读出电压表、电流表的示数，并记录在表格内．4、断开开关S ，拆除电路，整理好器材．5、在坐标纸上以电流I 为横轴，路端电压U 为纵轴，描出所记录的各组I 和U 值的对应点．根据描出的各实验点作U-I 线，延长U-I 图线，从图线与坐标轴的交点确定出电池的电动势和内电阻。
六、数据处理方法：1、 计算法：根据实验原理，每两组数据就可以得出一组E 、r 的数值，多测几组E 、r 的数值取算术平均值即可。
2、 图象法七．实验误差的分析： 方法一. 图象法。
1. 如如图1姆定律U=E-Ir 中的I 源的电流，而图1统误差，流表读数为I 测为U ，电压表分流为I V I V 越大，U 趋于零时，I V = ，而I V =VR U表示，由测量数据画出的根据修正值，由图象可看出图线于图线CB 的纵轴截距E 真值r 测也小于图线CB 2. 实验所选用的电路如图4所示，闭合电路的欧姆定律U=E －Ir 中U 是电源两极间电压，而电路由于 存在系统误差，导致电压表读数读数为测U ，电流表内阻为电流表分压为U A 。
测量电源电动势和内阻教案
【解析】移动变阻器触头时，不会改动接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，A正确；电流表只允许电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，而且应该选择0～0.6 A量程，图中电流表接线正确，所以B错误；图中电源为两节干电池，电动势为3 V，所以电压表量程应选用0～3 V，所以C错误；图中开关不能控制电压表，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，D正确。
实验序号
1
2
3
4
5
6
I/A
I1
I2
I3
I4
I5
I6
U外/V
U1
U2
U3
U4
U5
U6
区分将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值
E＝ ，r＝ 作为测量结果。
2．图像法
把测出的多组U、I值，在UI图中描点画图像，使UI图像的直线经过大少数坐标点或使各坐标点大致散布在直线的两侧，如下图，由U＝E－Ir可知：
E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，
联立可解出E、r的值。
三、实验器材
待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线假定干。
四、实验步骤
1．确定电流表、电压表的量程，按图衔接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。
2．闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有清楚读数末尾，记载一组电流表、电压表读数。
1.78
1.66
1.57
1.43
(2)有一游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度，如图乙所示。图示的读数是________cm。
《测定电源的电动势和内电阻》 教案3
【实验原理】E=U1+I1r,E=U2+I2r
【实验器材】干电源、电压表、电流表、滑动变阻器、导线及电键
【设计电路】
【实验步骤】略
一
6
电压（V）
电流（A）
二．实验结论：
由逐差法得:1与4,2与5,3与6
E=(E1+E2+E2)/3，r=(r1+r2+r3)/3
主备教案
自备教案
【知识准备】
1、阅读课本学生实验七《测定电源电动势和内电阻》，了解该实验要求，填写实验要求，填写实验原理并画出实验原理图。
2、本实验中滑动变阻器的使用应注意什么问题？为什么？
3、该实验的数据处理方法是
注意本实验中纵坐标U的起点不是0，而是比测量数据中最小的电压稍小些的某一电压值U0，横坐标轴I仍以0为起点。
第十五章恒定电流
第 课时
【课题】15.15测定电池的电动势和内电阻【课 型】新授课
【授课日期】 年 月 日 星期
【授课班级】高二（ ）第 节
【主 备 人】戴兆军
【教学目标】1.通过实验使学了解该实验的目的和原理，提高学生实验动手能力
2.掌握测量结果的误差分析
【教学重点】实验原理、实验方法
【教学难点】测量结果的误差分析
[讨论]；能否想出其它测定的方法？
由图像法得：E =；
r =。
比较逐差法与图像法的结果。
三．思考题
a)考虑到电压表和电流表的内阻，本实验所测得的电动势和内阻是偏大还是偏小？对待测电源而言，本实验采用了电流表的外接法，为什么？
[讨论]：1.外接法：
2.内接法：
b)给你几个已知阻值的定值电阻，一个电压表，一节待测干电池和一些导线，能测出干电池的电动势和内电阻吗？如果没有电阻而给你两只不知内阻的电压表，能测量干电池的电动势和内电阻吗？分别画出实验电路图并列出简要的实验方案和必要的关系式。
实验测定电源电动势和内阻
测量电源的电动势和内阻导学案编写人：李慧班级：姓名：学号：【教学目标】1知识与技能：使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过实际操作中的不断解决问题，开阔思路，激发兴趣。
2.过程与方法：学会利用图像处理数据的方法、误差分析。
3.情感态度与价值观：使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。
【重点难点】1.重点：测量方案和利用图像处理数据2.难点：如何利用图像得到结论一．考点整理基本概念图（1）1．实验目的：①测定电源的电动势和内阻；②掌握用图象法求电动势和内阻．2．实验原理：实验依据定律，实验电路如图（1）所示．数据处理方法如下方法1：取六组对应的U、I数据，数据满足关系式U1 = E–I1r、U2 = E–I2r、U3 = E–I3r……让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A方法2：以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U–I坐标系，在坐标平面内描出各组（I，U）值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴的交点即是（一次函数的纵轴截距），直线的斜率大小即为电池的，即r = ．3．实验器材：电池（被测电源）、电压表(0-3V)、电流表(0-0.6A)、滑动变阻器10Ω、开关、导线、、．4．实验步骤：⑴电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图甲连接好电路．⑵把变阻器的滑片移动到使阻值的一端．⑶闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据（I1、U1）．用同样方法测量几组I、U值．填入表格中．⑷断开开关，拆除电路，整理好器材．5．误差分析：⑴偶然误差：①读数和电表线性不良引起误差．②用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差．③测量过程中通电时间过或电流过，都会引起E、r变化．⑵系统误差：由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差．①如图甲电路：在理论上E = ，其中电压表示数U是准确的电源两端电压．而实验中忽略了通过电压表的电流I V而形成误差（如图乙中虚线段），而且电压表示数越大，I V越大．结论：当电压表示数为零时，I V = 0，I A = I短，短路电流测量值= 真实值；E测< E真；因为r测= E/ I短，所以r测< r真．实际上r测是电压表内阻和电源内阻r的并联值，当然应变小．②如图丙电路：U–I图线如图丁所示，I A为电源电流真实值，理论上有E = ，其中的U A不可知，而造成误差（如虚线段为U A），而且电流表示数越大，U A越大，当电流为零时，U A = 0，电压为准确值，等于E．结论：E为真实值，即E测= E真；I短测< I短真；又因为r = E/ I短，所以r测> r真，r测实际是r和R A的串联值．因干电池内阻r很小，因此选用甲电路7．注意事项⑴为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜，可选用已使用过一段时间的干电池．⑵干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A．因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即．⑶要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求．⑷在画U–I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的．个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑．这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度．⑸干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）．但这时图线和横轴的交点不再是短路电流．不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻．二．思考与练习思维启动1.在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中：(1)备有如下器材：A．干电池1节；B．滑动变阻器(0～20 Ω)；C．滑动变阻器(0～1 kΩ)；D．电压表(0～3 V)；E．电流表(0～0.6 A)；F．电流表(0～3 A)；G．开关、导线若干．其中滑动变阻器应选__________，电流表应选__________．(只填器材前的序号)(2)为了尽可能地减小实验误差，请在上面虚线框中画出该实验最合理的电路图。
《实验_测定电源的电动势和内阻》学案 答案《实验_测定电源的电动势和内阻》学案 答案
第4讲 实验：测定电源的电动势和电阻★考情直播 1、 考纲要求 考纲内容 能力要求 考向定位 实验：测定电源的电动势和内阻 能够根据实验要求正确选择实验器材和实验电路，并能熟练测定电源电动势和内阻。
用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻实验是中学需重点掌握的实验，利用U-I 图象处理实验数据是这个实验的重点,也是高考考查实验的重点题型之一。
2、 考点整合实验电路如图所示，根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir ，本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。
为了减小这个系统误差， 电阻R 的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。
为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I 图象处理实验数据：将点描好后，用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。
这条直线代表的U-I 关系的误差是很小的。
它在U 轴上的截距就是电动势E （对应的I =0），它的斜率的绝对值就是内阻r 。
（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r =|ΔU /ΔI |）。
为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选用使用过一段时间的1号电池）例题1.利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。
画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。
用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。
[解析]：与学生实验相比，用电阻箱代替了电流表。
由于电压可测，由电压、电阻就可以算出电流。
电路图如右。
实验方法有两种：⑴改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值R 1、U 1、R 2、U 2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程，r R U U E r R U U E 222111,+=+=。
解这个方程组可得E 和r ：()()2112212121122121,R U R U R R U U r R U R U U U R R E --=--=。
高中物理(内部优秀学案)实验：测电源的电动势和内阻
实验四 测定电源的电动势和内阻实验目的1．掌握伏安法测定电源的电动势和内阻的方法 2．掌握用图象法求电动势和内阻实验原理(1)闭合电路的欧姆定律，实验电路如右图 (2)E 和r 的求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎨⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r ，解得E 、r(3)用作图法处理数据，如图所示 ①图线与纵轴交点为E ； ②图线与横轴交点为I 短＝E r； ③图线的斜率表示r ＝ΔU ΔI实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺实验步骤1．选择合适的电压表和电流表，按实验电路图连接好电路； 2．把滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值最大的一端；3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I 1，U 1)，用同样的方法测量几组I 、U 值，填入表格；4．断开开关，拆除电路，整理好器材。
规律方法总结1．实验数据求E 、r 的处理方法(1)列多个方程组求解，再求E 、r 的平均值(2)图象法处理：以端电压U 为纵轴，干路电流I 为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E ，直线斜率k 的绝对值为内阻r 。
2．注意事项(1)为了使端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池 (2)电流不要过大，应小于0.5 A ，读数要快(3)要测出不少于6组的(U ，I )数据，变化范围要大些(4)若U －I 图纵轴刻度不从零开始，则横轴截距不是短路电流，应根据r ＝|ΔUΔI|确定3．误差来源(1)偶然误差：用图象法求E 和r 时作图不准确 (2)系统误差：电压表分流或电流表分压 两种电路的选择及误差分析例1、(2012·重庆理综)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E 和内阻r ，并探究电极间距对E 和r 的影响．实验器材如图所示。
①测量E 和r 的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U 和流过电源的电流I ，依据公式________，利用测量数据作出U －I 图象，得出E 和r .②将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图2中用笔画线代替导线连接电路．③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U －I 图象如图中(a )、(b )、(c )、(d )所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
43《测定电源的电动势和内电阻》教案
43《测定电源的电动势和内电阻》教案一、教学目标：1.理解电源的电动势和内电阻的概念；2.掌握使用伏特表和电流表测定电动势和内电阻的方法；3.能够运用所学知识解决相关问题。
二、教学准备：1.实验设备：直流电源、伏特表、电流表、可变电阻器；2.实验器材：导线、电阻器；3.实验材料：电池。
三、教学过程：1.引入通过展示一个电池，引导学生思考电池是如何提供电能的。
引出电池的两个重要参数：电动势和内电阻。
2.理论讲解介绍电池的电动势与内电阻的概念。
电动势是指电池在不产生电流的情况下所能提供的最大电压。
内电阻是指电池内部介质和电极之间的电阻。
3.实验操作及数据记录（1）搭建电路：将电池、伏特表和可变电阻器按照图示搭建成串联电路；（2）调节可变电阻器使电路中的电流保持一定值，记录电路中的电压和电流；（3）分别改变可变电阻器的阻值，记录电路中的电压和电流；（4）根据实测数据，使用欧姆定律和串联电路的等效电路原理，计算电动势和内阻的值。
4.数据处理与分析根据实测数据和计算结果，让学生归纳总结电动势和内电阻的关系，并讨论可能影响电动势和内电阻的因素。
五、实验总结通过本次实验，学生了解了电源的电动势和内电阻的概念，并掌握了使用伏特表和电流表测定电动势和内电阻的方法。
同学们还通过实际操作，深入理解了电动势和内电阻的计算方法，并能够解决相关问题。
实验过程中，同学们还培养了观察、测量、记录和分析数据的能力，提高了实验操作技巧和团队协作能力。
通过本次实验的学习，同学们将更好地理解电源的工作原理，为今后的学习奠定坚实的基础。
六、板书设计：电源的电动势和内电阻概念：-电动势：不产生电流时电池所能提供的最大电压；-内电阻：电池内部介质和电极之间的电阻。
实验步骤：1.搭建电路：电池、伏特表和可变电阻器；2.调节电阻器，确定电路中的电流；3.记录电路中的电压和电流；4.改变电阻器的阻值，重新记录电压和电流；5.根据数据计算电动势和内电阻。
实验：测电源电动势和内阻实验报告学案及答案
《测定电源电动势和内阻》实验报告一、实验目的1．使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路激发兴趣。
2．学会利用图线处理数据的方法，及相关的误差分析二、实验原理：根据闭合电路欧姆定律rR E I +=可知有Ir U E +=，那只需通过改变外电阻R ，测出两组U 和I 值我们就可求出E 和r ，比如：r I U E 11+=r I U E 22+=， 自己联立求解计算出E 和r ：三、实验器材：电流表0～0.6A 量程，电压表0～3V 量程，滑动变阻器0～50Ω，开关，两节电池，电池盒，导线若干。
四、实验过程：准备工作：按照电压表和电流表的读数原则，读出下列示数：最小刻度为“1”，按十分之一估读最小刻度为“2”，按二分之一估读；最小刻度为“5”，按五分之一估读；1、利用实物器材按电路图所示连接电路。
注意要求：电表的正负极、开关控制主电路、开始时接入滑动变阻器的有效值最大。
2、改变滑动变阻器的滑片位置，观察电压表和电流表的示数，将对应的U 和I 值填入表格中。
组数 12 3 4 5 6 V U /A I /五、数据处理：（1）公式法：分别利用上表中的12、34、56组数据计算出E 和r ，我们利用多测几组求平均值来减小测量误差。
______1=E ，_______1=r______2=E ，_______2=r ______=E _______=r______3=E ，_______3=r（2）图像法：图像法是高中物理实验中常用的数据处理方式，具有误差小的优点，在高考中也是物理实验能力的重点考查内容之一。
①图像法处理数据一般是数据遵循线性规律，通过数据描点拟合出一条直线，然后对图像进行分析研究，得到我们所需要的结论。
请根据所学的知识猜想U和I 应该遵循的线性规律，在方框中画出大致的图像，并分析能得到的物理量。
__________________________________________________②根据实验数据在下列坐标纸中选取适当的坐标轴，并描点拟合成一条直线，得到E 和r 值。
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实验：测定电池的电动势和内电阻
长兴三中杨云华
【提出问题】：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？
【实验原理】：
方法一：用电压表、电流表和滑动变阻器----- 法。
方法二：用电流表和电阻箱-----安阻法
方法三： -----伏阻法
※本节课你认为我们应选择方法完成测量。
为什么？
【实验电路】
问题提出：实验中的电路有下图甲、乙两种，若电表都是理想的，采用任何一种都一样。
但一般来说，电表不能看作理想的，在考虑电表电阻的情况下，采用哪种电路合理呢？
结论：
【实物连线】
在右图所示的实物图中完成连线。
【数据处理】
方法一：多次测量取平均值。
方法二：
练习题：
1、在测定电源电动势和内电阻实验中得到了右图所示的U-I图象，由
图可知：电源电动势为 V，内电阻为Ω。
2、如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是：
A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2
B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2
C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2
D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大
3、在测定电源电动势和内电阻实验中得到了下表所示的数据，请在下图中画出此电。