1、12.3 实验：电池电动势和内阻的测量实验：电池电动势和内阻的测量 电动势和内阻都是电源的重要参数。根据闭合电路欧姆定电动势和内阻都是电源的重要参数。根据闭合电路欧姆定律，有多种方法可以测定电池的电动势和内阻。律，有多种方法可以测定电池的电动势和内阻。伏安法伏安法安阻法安阻法伏阻法伏阻法一、伏安法测电动势一、伏安法测电动势E和内电阻和内电阻r 如图如图 12.3-1，根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势，根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势 E、内、内阻阻 r，与路端电压，与路端电压 U、电流、电流 I 的关系可以写成的关系可以写成E U I r 如果能测出如果能测出 U、I 的两组数据，就可以列
2、出两个关于的两组数据，就可以列出两个关于 E、r 的方程，从中解出的方程，从中解出 E 和和 r。因此，用电压表、电流表加上一个。因此，用电压表、电流表加上一个滑动变阻器滑动变阻器 R，就能测定电源的电动势，就能测定电源的电动势 E 和内阻和内阻 r。电路设计图电路设计图AVS甲RAVS乙R（外接法）（外接法） （内接法）（内接法）伏伏安安法法伏伏安安法法 通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势E和内阻r。 （二）实验器材（二）实验器材 待测电池一节，电流表待测电池一节，电流表(00.6 A)、电压表、电压
3、表(03 V)各一块，各一块，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干滑动变阻器一个，开关一个，导线若干（三）实验步骤（三）实验步骤(1)确定电流表、电压表的量程，按图甲连接好电路，并将滑动变确定电流表、电压表的量程，按图甲连接好电路，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，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数数(3)同样的方法，依次记录多组同样的方法，依次记
4、录多组U、I值值(4)断开开关断开开关S，拆除电路，拆除电路(5)以以U为纵轴，为纵轴，I为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，为横轴，将记录的电压、电流标在坐标图上，依据这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大依据这些点作一条直线，根据纵轴截距求出电动势，根据斜率大小求出内阻小求出内阻（四）数据分析（四）数据分析（五）注意事项（五）注意事项1器材及量程的选取器材及量程的选取(1)电池：为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选电池：为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的用已使用过一段时间的1号干电池。号干电池。(2)电压表的量程：实验用的是一节干
5、电池，因此电压表量程在电压表的量程：实验用的是一节干电池，因此电压表量程在大于大于1.5 V的前提下，越小越好，实验室中一般采用量程为的前提下，越小越好，实验室中一般采用量程为03 V的电压表。的电压表。(3)电流表的量程：对于电池来讲允许通过的电流最大为电流表的量程：对于电池来讲允许通过的电流最大为0.5 A，故电流表的量程选故电流表的量程选00.6 A的。的。(4)滑动变阻器：为了获得变化明显的路端电压，滑动变阻器：为了获得变化明显的路端电压，滑动变阻器的滑动变阻器的最大电阻为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电源内阻比较最大电阻为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电源内阻比较小，故滑动变
6、阻器选择较小一点的即可小，故滑动变阻器选择较小一点的即可2电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，会明显下降，内阻内阻r会明显增大，会明显增大， 为防止电池电动势为防止电池电动势E、内阻、内阻r发生变化，实验发生变化，实验中中I不要过大故长时间放电电流不宜超过不要过大故长时间放电电流不宜超过0.3 A，短时间放电电流不，短时间放电电流不宜超过宜超过0.5 A因此实验中不宜将因此实验中不宜将I调得过大，读电表的示数要快调得过大，读电表的示数要快 ，每次读完后应立即断电。每次读完后应立即断电。3为了提高测量的精确度，在实验中为了提高测量的精确度
7、，在实验中I、U的变化范围要大一些，的变化范围要大一些，计算计算E、r时，时，U1和和U2、I1和和I2的差值要大一些的差值要大一些5、用伏安法测电动势、用伏安法测电动势E和内电阻和内电阻r时，可以设计成两种电时，可以设计成两种电路路如图所示，在实验中我们选择甲图的原因有：依据闭合电路的如图所示，在实验中我们选择甲图的原因有：依据闭合电路的欧姆定律欧姆定律EUIr，在实验中需要测路端电压，在实验中需要测路端电压U和电源中的电流和电源中的电流I，可以看出，甲图中由于电压表的分流作用，使电流表测得的不，可以看出，甲图中由于电压表的分流作用，使电流表测得的不是真实的电源中的电流；乙图中由于电流表的分
8、压作用，电压表是真实的电源中的电流；乙图中由于电流表的分压作用，电压表测得的不是真实的路端电压这两个电路都存在系统误差，由于测得的不是真实的路端电压这两个电路都存在系统误差，由于电流表的电阻和电源的内阻差不多大，则乙图测量的电源内阻阻电流表的电阻和电源的内阻差不多大，则乙图测量的电源内阻阻值和真实值相差太大故电流表的分压作用不能忽略，所以选用值和真实值相差太大故电流表的分压作用不能忽略，所以选用甲图电路较好甲图电路较好测量水果电池的电动势和内阻测量水果电池的电动势和内阻 把铜片和锌片相隔约把铜片和锌片相隔约1 cm插入一个梨中，就制成一个水果电池（图插入一个梨中，就制成一个水果电池（图12.3
9、-5）。铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。铜片是）。铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。铜片是电池的正极，锌片是测量水果电池的电动势和内阻可以求出电源的内阻电池的正极，锌片是测量水果电池的电动势和内阻可以求出电源的内阻 r。 把水果电池、电阻箱、电压表把水果电池、电阻箱、电压表等按图等按图12.3-3连接起来。根据前面连接起来。根据前面提到的方法提到的方法3，用电压表和电阻箱，用电压表和电阻箱测出多组电压测出多组电压U和电阻和电阻R，并记录，并记录在预先绘制的表格中。求出水果电在预先绘制的表格中。求出水果电池的电动势和内阻。水果电池的内池的电动势和内阻。水果电池的内阻
10、较大，容易测量。但实验时，内阻较大，容易测量。但实验时，内阻会发生明显改变。测量应尽量迅阻会发生明显改变。测量应尽量迅速，在内阻发生较大变化之前结束速，在内阻发生较大变化之前结束测量。测量。采用一个定值电阻、两块电流表、一个电键和导线若干采用一个定值电阻、两块电流表、一个电键和导线若干, , 测量一节使测量一节使用过的干电池的电动势和内阻。用过的干电池的电动势和内阻。原理：原理：E=U+IrE=U+Ir3 3、安安法、安安法A2SE,rRA1A2SE,rRA1采用一个定值电阻、两块电压表、一个电键和导线若干采用一个定值电阻、两块电压表、一个电键和导线若干, , 测量一节使测量一节使用过的干电池
11、的电动势和内阻。用过的干电池的电动势和内阻。4 4、伏伏法、伏伏法原理：原理：E=U+IrE=U+IrSE,rRV2V1SE,rRV2V1课堂练习课堂练习1 1、在在“电电池池电电动动势势和和内内阻阻的的测测量量”的的实实验验中中，已已连连接接好好部部分分实实验验电电路路。 ( (1 1) )按按图图甲甲所所示示的的实实验验电电路路，把把图图乙乙中中剩剩余余的的电电路路连连接接起起来来。 ( (2 2) )在在图图乙乙的的电电路路中中，为为避避免免烧烧坏坏电电表表，闭闭合合开开关关前前，滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片应应置置于于_ _ _ _ _ _ _ _ _端端( (选选填填“A A”或或“B B”) )。 ( (3 3) )如如图图丙丙是是根根据据实实验验数数据据作作出出的的U U I I图图像像，由由图图可可知知，电电源源的的电电动动势势E E_ _ _ _ _ _ _ _ _V V，内内阻阻r r_ _ _ _ _ _ _ _ _。
