2.9 《实验：测定电池
电动势和内阻》 的
教学目标
• 一、知识与技能
• 1 、理解闭合电路欧姆定律内容
• 2 、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理，
体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。
• 3 、用解析法和图象法求解电动势和内阻。
• 4 、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。
• 二、过程与方法
• 1 、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找 规律的科学思维方法。
• 2 、学会利用图线处理数据的方法。
• 三、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。
• 教学重点
• 利用图线处理数据
• 教学难点
• 如何利用图线得到结论以及实验误差的分析
• 教学工具
• 电池，电压表，电流表，滑线变阻器，开关，导线
• 教学方法
• 实验法，讲解法
一、实验原理
1 、 U-I 法： E=U+Ir
r I U
E
r I U
E
2 2
1 1
2 1
1 2
2 1
1 2 2
1
I I
U r U
I I
U I U
E I
2 、 I-R 法： E=IR+Ir
3 、 U-R 法： E= U+ R U r
1 、电路选择及误差分析 A
V 甲S
R
A V
乙S
R
v v
E R r E E
r R
测
v v
r R r r
R r
测
E
测 E r
测 r R
A r
一般采用甲图电路误差较小
甲图：误差来源于电压表的分流作用
乙图：误差来源于电流表的分压作用
二、 U-I 法电路和器材的选择
适宜测小内阻电源
适宜测大内阻电源
2 、器材选择
：
安培表： 0~0.6A
伏特表： 0~3V
滑动变阻器
： 阻值较小的 , 最大阻值 10~20Ω 被测干电池：内阻较大
电键和导线
1 、按原理图连接实物 图
A V
S
甲
三、实验步骤 R
2 、把变阻器 的滑片移到一 端使其阻值最 大
3 、闭合电键 , 调节变阻器 , 使电流表 的读数有明显示数 , 记录一组电流表 和电压表的示数 , 用同样的方法测量 并记录几组 U,I 值
4 、断开电键 , 整理好器材
方法一 : 公式法
改变 R 的阻值，从电流表和电压表中 读取两组 I 、 U 的值，代入方程组联立求 解，多测量几次 I 、 U 的值，算出 E 、 r 取平均值 .
四、数据处理
r I
U E
r I
U E
2 2
1 1
2 1
1 2
2 1
1 2
2 1
I I
U r U
I I
U I
U E I
E
I
短方法二 : 图象 法
在坐标纸上以
I为横坐标
，
U为纵坐标，用测出几 组的
U，
I值画出
U－
I图像
.r k U
I
I短 = Er
E E 等于 U 轴截距
r 等于直线的
斜率的绝对值
五、注意事项
1 、本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最 大位置处 .
2 、使用内阻较大一些的旧电池 . 在实验中不要将 电流调得太大，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 6 组 I 、 U 数据，且变化范围要大一些 .
4
、画
U-I图线时，应使图线通过尽可能多的点
，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧
，个别偏离直线太远的点可舍去
.5
、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的值开始
(但横坐标必须从
0开始
)这时图线与横轴的交
点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电
动势
E，图线的斜率的绝对值仍为内阻
r.设计测 E 、 r 的其它方法及误差分析 I-R 法：
R1R2
A
K1 K2
A
R
K
E 测 E r 测 r R
A r
六、实验设计
U - R 法：
V R
K K2
R1
R2V
K1
E 测 E r 测 r
例 : 有两只电压表 A 和 B ，量程已知
，内阻不知等于多少；另有一节干电池
，它的内阻不能忽略，但不知等于多少
；只用这两只电压表，电键和一些连接 用导线，能通过测量计算出这个电池的 电动势 ( 已知电动势不超过电压表的量 程 ).
(1) 画出你测量时所用的电路图 ;
(2) 以测量的量作为已知量，导出电动势
的式子 .
[ 解 ](1) 电路如图所示：
(2) 闭合 S
2：
E U RU rV
1 1 1
断开 S
2：
E U U RU rV
1
`
` 1 2
` 1
由上两式可得：
`1 1
` 2 1
