《2020版高考物理大一轮复习 第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻讲义（含解析）教科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理大一轮复习 第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻讲义（含解析）教科版（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验十测定电源的电动势和内阻1实验原理闭合电路欧姆定律2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3实验步骤(1)电流表用0.6A的量程，电压表用3V的量程，按图1连接好电路图1(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中(4)断开开关，拆除电路，整理好器材1用实验数据求E、r的处理方法(1)列方程求解：由UEIr得，解得E、r.(2)用作图法处理数据，如图2所示图2图线与纵轴交点为E；图线与横轴交点为I短；图线的斜率表示r|.2注意事项(1)为了使
2、路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池(2)电流不要过大，应小于0.5A，读数要快(3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些(4)若UI图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据r|确定3误差来源(1)偶然误差：用图像法求E和r时作图不准确(2)系统误差：电压表分流(3)本实验中测量结果是：E测E真，r测r真.命题点一教材原型实验例1(2018陕西省宝鸡市质检二)某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，于是设计了如图3甲所示的电路进行了实验探究，其中MN为电阻丝，R0是阻值为1.0的定值电阻，实验中调节滑动变阻器的滑片P，记录电压
3、表示数U，电流表示数I以及对应的PN长度x，绘制了UI图线如图乙所示图3(1)由图乙求得电池的电动势E_V，内阻r_.(2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值_其真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)(3)根据实验数据可绘出图像如图丙所示图像斜率为k，电阻丝横截面积为S，可求得电阻丝的电阻率_，电表内阻对电阻率的测量_(选填“有”或“没有”)影响答案(1)1.490.45(2)小于(3)kS没有解析(1)由闭合电路欧姆定律可知：UEI(rR0)，则题图乙中的图像与纵轴交点的坐标表示电动势，故E1.49V，图像斜率的绝对值大小表示rR0，则rR01.45，解得：r1.451.00.45.(
4、3)根据欧姆定律可知，电阻R，则可知k，解得：kS，若考虑电表内阻，图像的斜率不变，所以电表内阻对电阻率的测量没有影响变式1(2018福建省莆田市一中)在测量一节干电池的电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图4甲所示的实验电路图4(1)根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P移至_(选填“a”或“b”)端(3)合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数在同一坐标系内分别描点作出电压表示数
5、U和对应的电流表示数I的图像，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB.S2接1位置时，作出的UI图线是图丙中的_线(选填“A”或“B”)；S2接1位置时，测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是_表(选填“电压”或“电流”)的示数偏_(选填“大”或“小”)答案(1)如图所示(2)a(3)B电流小解析(1)实物图如图所示(2)为保护电表，闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值要最大，应将滑片滑至a端；(3)S2接1位置时，引起误差的原因是电压表的分流，使得电流的测量值偏小，故电动势和内阻的测量值都偏小，所以作出的图像是B.命题点二实验拓展创新例2(2018
6、河北省衡水中学模拟)学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组自制了一个西红柿电池组，设计了如图5所示的实验电路测定电流表的内阻，并用多种方法测量该电池组的电动势与内阻，请协助完成实验图5(1)闭合开关S1和S2，调节电阻箱并记录电阻箱的示数R、电流表(灵敏)的示数I0和电压表的示数U0，由此可知电流表的内阻RA为_(用上述测量量表示)(2)闭合开关调节R，读出电流I和电压U，并测出多组数据，作出UI图线可得出电池组的电动势和内阻，此种办法测量的电动势与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”)，内阻的测量值与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”)(3)断开S1，闭合S2，仅
7、由多组电流表示数I和电阻箱的示数R，运用实验数据作出R图线为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为k，纵截距为b，则该电池组的电动势为_，内阻为_(用k、b、RA表示)答案(1)R(2)偏小偏小(3)RA解析(1)由部分电路欧姆定律可知RRA，故RAR.(2)误差源于电压表的分流作用，根据闭合电路欧姆定律可知：EU(I)r，变形得到：UEI，可知斜率为r，截距EE，故电动势与内阻的测量值都偏小(3)由闭合电路欧姆定律可知：EI(RRAr)变形得到：R，由题意可知k，b，故E，rRA.变式2(2018湖南省株洲市上学期质检一)某实验小组需测量一电源的电动势和内阻，实验室提供的实验器材有：待测电源(E大
8、约为3V，r大约为1.0)电阻箱R(最大阻值为99.9)电阻R1(阻值为5.0)电阻R2(阻值为990)电流计(量程为2.5mA，内阻为Rg10.0)开关，导线若干(1)请在图6虚线框中完成电路图，并将仪器的符号标在图中图6(2)实验中得到了多组电阻箱的阻值R和对应的电流计的读数I，并作出如图7所示的关系图像，若已知图像斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E_，内阻r_.(要求用测得的物理量和已知物理量的符号表示，电阻R2的分流作用忽略不计)图7答案(1)如图所示(2)R1解析(1)题中没有电压表，所以需选择电流计和一个定值电阻串联改装成电压表，当电流计和定值电阻R2串联时，UIg(R2Rg)2
9、.5V，和定值电阻R1串联改装后的电压表量程太小，故选择R2改装电压表，R1串联接入电路起保护作用，故电路图如图所示(2)由闭合电路欧姆定律可知，I(R2Rg)R，则，故E，rR1.例3(2018辽宁省丹东市一模)小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件现从这些材料中选取两个待测元件进行研究，一是电阻Rx(阻值约2k)，二是手机中常用的锂电池(电动势E的标称值为3.4V)，在操作台上还准备了如下实验器材：A电压表V (量程4V，内阻RV约10k)B电流表A1(量程100mA，内阻RA1约20)C电流表A2(量程2mA，内阻RA2约20)D
10、滑动变阻器(010，额定电流1A)E电阻箱R0(0999.9)F开关S一只、导线若干图8(1)小刚采用伏安法测定Rx的阻值，他使用的电池是待测的锂电池电流表应选择_，图8甲是他连接的部分实验器材，请你用笔画线完成实物连接；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值_真实值(填“大于”“小于”或“等于”)；(2)小聪和小明设计了如图乙所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r.小聪的实验操作是：闭合开关S.调整电阻箱的阻值为R1时，读出电压表的示数为U1；调整电阻箱的阻值为R2时，读出电压表的示数为U2.根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势，其表达式为E_；小明认为用线性图像处理
11、数据更便于分析他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图像为一条直线(如图丙)由图丙可知该电池的电动势E_V、内阻r_.(结果均保留两位有效数字)答案(1)C(或A2)见解析图大于(2)3.30.25解析(1)测量Rx的阻值时，滑动变阻器采取分压式接法，由于待测电阻的阻值较大，电流表采取内接法，实物图连线如图所示；通过待测电阻的最大电流为ImA1.7mA，故电流表选取C(或A2)；由于电流表采取内接法，用电压表的读数除以电流表的读数应该为待测电阻与电流表内阻的阻值之和，所以测量值大于真实值(2)由闭合电路的欧姆定律可知：EU1r，EU2r，联立解得：E；由闭合电路的欧姆定律可知：E
12、Ur，整理得，故纵截距0.3，解得EV3.3V，斜率，解得r0.25.变式3(2018江西省横峰中学、铅山一中等校联考)实验室中准备了下列器材：待测干电池(电动势约1.5V，内阻约1.0)，电流表G(满偏电流1.5mA，内阻10)，电流表A(量程00.60A，内阻约0.10)，滑动变阻器R1(020，2A)滑动变阻器R2(0100，1A)，定值电阻R3990，开关S和导线若干图9(1)某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是_(填代号)(2)请在如图9甲所示虚线框中画出该同学的实验电路图(3)如图乙为该同学根据实验数据作出的I1I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可得，被测干电池的电动势E_V，内阻r_.答案(1)R1(2)如图所示(3)1.460.75解析(3)由闭合电路欧姆定律可得：I1(R3RG)EI2r，变形得：I1I2；由数学知识可得，0.75103，1.47103，解得E1.47V，r0.75.9
