2018届高考物理一轮复习实验专题测定电源的电动势和内阻导学案1

1、实验：测定电源的电动势和内阻基本要求(DiJtlJl!源的电副疥利内阻(2)加谦时闭合电路欧姗宦律的理解(I)实验依粥:闭合电曲的欧聊运律厂解得rC/2=Jt-f实验器材卜电池 电压盍、电流缶、滑动变阳器、开关、槪、坐标紙和刻度尺电流表用卜加丸量程.电压农川卜3 VI盘码按实騒电踣團违接好电賂(2胆变肌胖的滑片移动到便阻伉龄大的一端(3)闭詩开关.调节变阳豁*便电潦左有刖显示数井记诫一细数据“)用同样方法 测応儿组匚值填人表挤中(斗)断开开关.拆除电跖箍理好胖材数据处理1. 计算法_I心I2UU=EIir,E=11I2，解得：Ua=EI2r.lbU-r =2. 图象法(1)图线与纵轴交点为E图

2、线与横轴交点为 I短=Er(3)图线斜率的绝对值表示误差分析AfJA7实脸目时E和啲求解：山*E-北阳(3)作图法处理数据、如图所戒1图线与纵轴交点为E2图线勺播抽交曲恥 3图线斜率时绝对值表示心Uit/1偶然误差3由于电表读数不准引起误差用图象法求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长或电流过大，都会超越E、r变化.2.系统误差(1)若采用甲图，其U-I图象如图乙所示.由于电压表的分流作用造成误差1当电压表示数为零时，IV= 0 ,IA=I短，短路电流测量值等于真实值2E测E真.3因为r测=，所以r测r真.I短(2)若采用丙图，其U-I图象如图丁所示.由于电流表的分

3、压作用造成误差E为真实值I短测1短真因为r测二已所以测r真，测和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小, 所以这时r测的误差非常大注意事项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r4会明显增大，故长时间放电不宜超过03 A，短时间放电不宜超过05 A.因此，实验中不5要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电.3. 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.这种情况，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个恰

4、当值开始（横坐标I必须从零开始）.此时，图线与横轴的交点横坐标不再表示短路电流，但是直线斜率的 绝对值仍然表示电池的内阻.4. 测出不少于 6 组（I，U）数据，且变化范围要大些.画U-I图线时，要使较多的点落在 这条直线上，不在直线上的点要尽量均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，以减小偶然误差.考点精练考向 1 对实验原理和误差的考查典例 1在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路.（1）根据图甲所示实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物图的连接（2）实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P移至（填“a”或“b”）端.（3）合上开关 S

5、i, 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.示，两直线在纵轴上的截距分别为数和对应的电流表示数;6在同一坐标系内分别描点作出电压表示数S2 接 1 位置时，作出的U- I图线是图丙中的 _（填“A”或“B”）线.U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所7Sa 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 _ （填电压”或“电流”）表的示数偏（填“大”或“小”）.解析（1）实物图连线如图所示.（2）为保护电流表，实验开始前，应将滑片P移至电阻最大的a端.（3

6、）当 S2 接 1 位置时，电压表与电源并联，看做一个等效电源，可知电动势测量值和内阻的测量值都小于真实值，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，结果使电流表的示数偏小答案（1）见解析图（2）a（3）B电流 偏小反思总结1偶然误差：主要来源 于电表读数及作U-I图象时描点不准确.2.系统误差：当 S2 接 1 时，由于电压表分流使电流表读数不等于闭合电路总电流；当S 接 2 时，由于电流表分压使电压表读数不等于路端电压考向 2 对数据处理和器材选择的考查典例 2 （2015 四川卷）用实验测一电池 的内阻r和一待测电阻的阻值已知电池的电动势约 6V,

7、电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有：电流表 A（量程 030 mA）;电流表 A2（量程 0100 mA）;电压表 V（量程 06 V）;滑动变阻器R（阻值 05Q）;滑动变阻器 R（阻值 0300Q）;开关 S 一个，导线若干条某同学的实验过程如下：8I.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路9n将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录.以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线川.断开开关，将R改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变 .重复n的 步骤，得到另一条L-I图线，图线与横轴I的交点坐标为(1。,0)，与纵轴U的交点坐标

8、为 (0 ,L0).回答下列问题:(1)_电流表应选用 _ ，滑动变阻器应选用.由图乙的图线，得电源内阻r=_Q.用Io、L0 和r表示待测电阻的关系式R=_，代入数值可得RX.(4)若电表为理想电表，R接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某 同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 _ ，电压表示数变化范围_.(均填“相同”或“不同”)解析(1)由题U-I图线可知电流表量程应为0 1 0 0 m A , 故 选A路 端 电 压 大 于 5 . 5V,而电源电动势E= 6 V,故R外？r,则滑动变阻器选R.(2)由题图得：r=、= 25U0Q.(3)R+r= ,

9、I0L0EFi= , r.(4)电流1=厂c, r+R定，R从 300Q变到某冋一阻10R+r+ 民值，电流变化范围相同.R接在A B间时，U=(R+R),R接在B C间时，U=L、*:砰:二J | 1 11IE 11! 1 1 ”1Hh=*0 20 40 60 SO 100 120/mA10R+rR故两种情况下电压变化不同112.伏阻法用一个电压表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为: 由此可求出r和E,此种方法测得的电动势和内阻均偏小典例 3某同学要测定一电源的电动势E和内电阻r,感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱答案A 2R2(2)25(3) r(4)相同 不同I

10、0反思总结1.在作U-I图象时，要根据测量数据选取合适的坐标值，有时U轴的坐标值要从某一恰当的值开始，I轴的坐标值必须从零开始在作图时，要使较多的点落在直线上，不落在直线上的点要均匀分布在直线的两侧2.在U-I图线中，当纵坐标不从0 开始时，图线与纵轴的截距仍为电动势，直线斜率的绝对值仍为内电阻，但这时图线与横轴的交点不是短路电流了，此时Ur=|.考向 3 实验创新与改进1.安阻法用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为:E=Ii(R+r) ,E=|2(R+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UUE=U+Ur，

11、E=小实验器材有：一只DIS 电流传（阻值用R表示），一只开关和12导线若干.该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据电源电涼 传整器13该同学设计实验的原理表达式是E=_(用r、丨、R表示).(2)_ 该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到 _(填“最大值” “最小值”或“任意值”)，实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值电源的电动势E=_V,内阻r=_Q.(结果均保留两位有效数字)解析(1)根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是E=I(R+r).(2) 根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值.根据电阻箱读数规则，电阻箱接入

12、电路的阻值为2X10Q+ 1X1Q= 21Q.1111 1(3) 由E=1(R+r)可得-=ER+gr.p -R图象斜率等于己E= 6.3 V，图象在纵轴截距等 十 1于己,r= 2.5 Q .答案丨(R+r)(2)最大值 21(3)6.3(6.16.5)2.5(2.4 2.6)典例 4(2017 湖南益阳调研)某实验小组利用如下实验器材测量干电池的电动势和内阻.A. 待测干电池两节，每节电池电动势约为 1.5 V，内阻约几欧姆B. 直流电压表V、V2,内阻约为 3 kQ(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1-R图象，则由图象可求得，该乙010203UR/口14C.阻值为 5Q的定值电阻 R)15D. 滑动变阻器R最大阻值为FmE. 导线和开关(1)根据下面的电路原理图完 成电路实物图的连接(2)实验中移动滑动变阻器的触头，读出电压表M 和 V2 的多组数据如下表，请在下面的坐标纸中描绘出 U-U 图象.实验次数123456WV)0.500.811.001.501.852.30Lb(V)2H52.212.322.502.692.76(3)根据描绘出的U-L2 图象，求得两节干电池的总电动势E=，总内阻r_.(计算结果保留