2022-2023年高考物理一轮复习 测定电源的电动势和内阻课件

一、实验原理与操作\n二、注意事项1.可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的1号干电池.2.电流不要过大,读数要快：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.因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断电.3.计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,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值再求平均值.\n4.合理选择标度：为使图线分布空间大,如图S9-1所示,纵坐标可以不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,图S9-1\n三、误差分析1.用图象法求E和r时作图不准确.2.由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差.3.本实验中测量结果是：E测<E真,r测<r真.\n【基础自测】1.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r,所用电路如图S9-2甲所示,一位同学测得的6组数据如下表所示.甲乙图S9-2\n组别123456电流I/A0.120.200.310.320.500.57电压U/V1.371.321.241.181.101.05(1)试根据这些数据在图乙中作出U-I图线.(2)根据图线求出电池的电动势E＝________V,电池的内电阻r＝________Ω.\nE－U1.46－1.00解析：作图线时应使尽可能多的点落在直线上,个别偏离太大的点应舍去,图线如下图所示.由图线与纵轴的交点可得电动势E＝1.46V,再读出图线与横轴交点的坐标为(1.00,0.64),由E＝U＋Ir得r＝＝I0.64Ω≈0.72Ω.图D45答案：(1)如图D45所示(2)1.460.72\n考点1考向1实验原理与操作测干电池的电动势和内阻【典题1】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差.甲乙图S9-3\n(1)应该选择的实验电路是图S9-3中的________(填“甲”或“乙”).(2)现有电流表(0～0.6A)、滑动变阻器(0～50Ω)、开关和导线若干,以及以下器材：A.电压表(0～15V)B.电压表(0～3V)实验中电压表应选用________.(填相应器材前的字母)\n解析：(1)根据U＝E－Ir测量电源电动势和内阻时,需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I,电压表和电流表内阻的影响会造成实验误差.电源内阻较小,所以电流表分压影响较大,因此应选择甲电路.(2)一节干电池的电动势为1.5V,因此电压表选量程为0～3V的,选B.答案：(1)甲(2)B\n考向2测水果电池的电动势和内阻【典题2】某课外活动小组自制了西红柿电池组,现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻(电动势约2V,内阻约1000Ω),实验室现有如下器材：多用电表：欧姆挡(×1,×10,×100,×1k)；直流电流挡(0～0.5mA,0～1mA,0～10mA,0～100mA)；直流电压挡(0～0.5V,0～2.5V,0～10V,0～50V,0～250V,0～500V)；\n电压表(0～3V,0～15V)；电流表(0～0.6A,0～3A)；滑动变阻器：R1(0～10Ω),R2(0～2000Ω)；开关及导线.(1)为了用伏安法更精确地测量西红柿电池组的电动势和内阻,应选________________测电压,选________________测电流(前两空均填电表名称和所选量程)；滑动变阻器应选________________(填滑动变阻器符号).\n(2)请设计方案,在图S9-4上进行实物连接.图S9-4\n解析：(1)根据电源电动势为2V可知,应选电压表的0～3V量程测电压；根据闭合电路欧姆定律可求出通过电源的最大电流小于2mA,所以应选多用电表直流电流挡0～1mA测电流；滑动变阻器应采用限流式接法,应选择与待测电源内阻接近的滑动变阻器R2.(2)根据题意,滑动变阻器应采用限流式接法,由于电源内阻较大,所以相对电源来说电流表应用内接法,实物连线图如图D46所示.\n答案：(1)电压表(0～3V)多用电表直流电流挡0～1mAR2(2)如图D46所示.图D46\n方法技巧：在选择实验电路时,也可根据内接法和外接法的选择方法去选择,只是现在的待测电阻是电源,如果电源内阻很小就用相对于电源的外接法,如果电源内阻很大就用相对于电源的内接法,滑动变阻器用的是限流法,要想调节方便,还能大范围调节,需要滑动变阻器的电阻比电源内阻大几倍即可.\n考点2数据处理【典题3】某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,可选用的实验器材如下：A.待测干电池B.电流表A1(0～200μA,内阻为500Ω)C.电流表A2(0～0.6A,内阻约为0.3Ω)D.电压表V(0～15.0V,内阻约为5kΩ)E.电阻箱R(0～9999.9Ω)F.定值电阻R0(阻值为1Ω)G.滑动变阻器R1(最大阻值为0～10Ω)H.开关、导线若干\n(1)该小组在选择器材时,放弃使用电压表,原因是_______________________.(2)该小组利用电流表和电阻箱改装了一只量程为2V的电压表,并设计了下图所示的电路,图中电流表a为________(填“A1”或“A2”),电阻箱R阻值为________Ω.甲乙图S9-5\n(3)接通开关,调节滑动变阻器,读出两电流表的示数I1、I2的多组数据,在坐标纸上描绘出I1-I2图线如图所示.根据描绘出的图线,可得所测干电池的电动势E＝________V,内阻r＝________Ω.\n解析：(1)一节干电池的电动势为1.5V,而电压表的量程为15V,则量程过大,放弃电压表.\n(2)A19500答案：(1)量程太大,测量误差大(3)1.480.7～0.8均可\n考点3误差分析【典题4】为测一节干电池的电动势E和内阻r,某同学设计了如图S9-6甲所示的实验电路,已知电流表内阻与电源内阻相差不大.甲乙图S9-6\n(1)连接好实验电路,开始测量之前,滑动变阻器R的滑片P应调到________(填“a”或“b”)端.(2)闭合开关S1,S2接位置1,改变滑片P的位置,记录多组电压表和电流表示数.(3)重复(1)操作,闭合开关S1,S2接位置2,改变滑片P的位置,记录多组电压表和电流表示数.\n(4)建立U-I坐标系,在同一坐标系中分别描点画出S2接位置1、2时图象如图乙所示.①S2接1时的U-I图线是图乙中的____(填“A”或“B”)线.②每次测量操作都正确,读数都准确.由于S2接位置1,电压表的分流作用,S2接位置2,电流表的分压作用,分别测得的电动势和内阻与真实值不相等.则由图乙中的A和B图线,可得电动势和内阻的真实值,E＝________V,r＝________Ω.\n解析：(1)为保护电流表,实验开始前,应将滑片P置于电阻最大的a端.(4)①当S2接1位置时,可把电压表与电源看做一个等效电源,根据闭合电路欧姆定律E＝U断可知,电动势和内阻的测量值均小于真实值,所以画出的U-I图线应是B线；测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因是电压表的分流.②当S2接2位置时,可把电流表与电源看做一个等效电源,根据闭合电路欧姆定律E＝U断可知电动势测量值等于真实值,U-I图线应是A线,即：E真＝UA＝1.50V\n由于S2接1位置时,U-I图线的B线对应的短路电流为：I短＝IB,所以答案：(1)a(4)①B②1.501.50\n测电源电动势和内阻的方法除了伏安法之外还有安阻法和伏阻法.考向1安阻法(1)实验原理用一个电流表和电阻箱测量,电路如图所示,测量原理为：E＝I1(R1＋r),E＝I2(R2＋r),由此可求出E和r,此种方法使测得的电动势无偏差,内阻偏大.若已知电流表A的阻值可消除测内阻的系统误差.图S9-7\n(2)图象法处理数据图S9-8\n【典题5】一同学测量某干电池的电动势和内阻.(1)如图S9-9甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：__________；____________.图S9-9\nR/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A－16.76.05.34.53.8\n图S9-10图S9-11(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33A时,电压表的指针位置如图S9-11所示,则该干电池的电动势应为________V；内阻应为________Ω.\n解析：(1)连接电路时电源应与电路断开,所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零,这样容易烧坏电流表和电源.\n\n答案：(1)开关未断开电阻箱阻值为零(2)图象如图D47所示.图D471.4(1.30～1.44都算对)1.2(1.0～1.4都算对)1.0[结果比(2)问第二(3)1.4[结果与(2)问第一个空格一致]个空格小0.2]\n考向2伏阻法(1)实验原理用一个电压表和电阻箱测量,电路如图S9-12所示,测量方法测得的电动势和内阻均偏小.图S9-12\n(2)图象法处理数据图S9-13\n【典题6】某同学设计了如图S9-14甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值.实验器材有：待测电源(电动势为E,内阻为r)、待测电阻R1、电压表V(量程1.5V,内阻很大)、电阻箱R(0～99.99Ω)、开关S1、单刀双掷开关S2及导线若干.甲乙图S9-14\n\n