新课标2023版高考物理一轮总复习第八章恒定电流第3讲第3课时课标实验-测量电源的电动势和内阻课件

1、第3课时课标实验测量电源的电动势和内阻 把握经典实验方案一、基本原理与操作1原理装置图2操作要领(1)安装：按照原理装置图安装实验仪器。(2)操作：闭合开关，改变滑动变阻器连入电路部分的阻值，测量多组(U、I)值。(3)作图：坐标轴标度要适当，单位要标注，连线时要使各数据点均匀分布在图线的两侧，明显偏离图线的点要舍去。二、核心关键数据处理 融通多彩实验方案要点解读1鲁科版新教材科学测量：电源的电动势和内阻(1)教材只介绍了伏安法测量电源的电动势和内阻。(2)教材介绍了数据处理的两种方法：公式法和图像法。(3)教材在课后练习中涉及了伏阻法、安阻法测量电动势和内阻。2教科版新教材测量电源的电动势和

2、内阻实验原理图要点解读(1)教材介绍了伏安法、安阻法测量电源的电动势和内阻。(2)教材介绍了数据处理的两种方法：公式法和图像法。(3)教材在“实践与拓展”栏目中引导学生自主设计用伏阻法测量电源的电动势和内阻的实验方案。 归纳共性实验关键1不变的实验原理测量电动势和内阻的三种法：(1)伏安法：电压表、电流表、滑动变阻器组合使用。(2)安阻法：电流表、电阻箱组合使用。(3)伏阻法：电压表、电阻箱组合使用。2必备的实验器材电池(待测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸。一、基础考法保住分考查点(一)实验原理与操作1某物理兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材

3、：A电流表A1(量程3 mA，内阻为199 )B电流表A2(量程1 500 mA，内阻为1 )C电压表V(量程3 V，内阻很大)D滑动变阻器R1(阻值范围05 ，额定电流2 A)E滑动变阻器R2(阻值范围0500 ，额定电流1 A)F定值电阻R31 G定值电阻R41 k以及待测干电池，开关、导线若干。同学们根据提供的器材，设计了如图甲所示的实验电路图。(1)请根据电路图，将实物图中连线补充完整。(2)该小组查阅资料知干电池的内阻约为3 ，为了尽量减小误差且方便操作，图中电流表应选择_(填“A1”或“A2”)，滑动变阻器应选择_(填“R1”或“R2”)，定值电阻应选择_(填“R3”或“R4”)。

4、(3)同学们利用上述实验装置测得了多组实验数据，并将电流表的读数作为横坐标，电压表的读数作为纵坐标，选取合适的标度，绘制了如图丙所示的图线。则该小组同学测定的干电池电动势E_V，内阻r_。(填含有a、b、c的表达式)解析：(1)实物连线图如图所示。考查点(二)数据处理与误差分析2(2021湖北高考)小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组(电动势E不大于4.5 V、内阻r未知)、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻(用作保护电阻)，开关S和导线若干。他设计了如图(a)所示的电路，实验步骤如下：第一步：把5个待测电阻分别单独接入A、B之间

5、，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R。第二步：取下待测电阻，在A、B之间接入定值电阻R0，记下电流表的示数I0。第三步：取下定值电阻R0，将n个(n1,2,3,4,5)待测电阻串联后接入A、B之间，记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。3(2021天津等级考)随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择。充电宝可以视为与电池一样的直流电源。一充电宝的电动势约为5 V，内阻很小，最大放电电流为2 A，某实验小组测定它的电动势和内阻。他们剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为充电宝的负极，其余两根导线空置不用

6、，另有滑动变阻器R用于改变电路中的电流，定值电阻R03 ，两只数字多用电表M、N，两表均为理想电表，并与开关S连成如图所示电路。(1)图中测量电流的电表是_，测量电压的电表是_。(均填写字母M或N)(2)调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，记录如下表，其中只有一个数据记录有误，审视记录的数据，可以发现表中第_次的记录数据有误。(填测量次数的序号)(3)电路中接入R0可以达到下列哪个效果_(填选项前的字母)。A使测电流的电表读数变化明显B为了更准确地测量充电宝内阻C避免使充电宝的放电电流过大D减小测量电压的电表分流作用次数1234567电流I/A0.2990.4770.6840.8771.065

7、1.2811.516电压U/V4.9704.9524.9324.9424.8944.8724.848解析：(1)器件N串联在电路中，测量干路电流，所以N为电流表；器件M一端接在开关上，另一端接在充电宝的负极，闭合开关后相当于并联在电源两端，所以M为电压表，测量路端电压；(2)题中表格的电流I不断增大，根据闭合电路的欧姆定律EUIr可知路端电压U不断减小，电压表的示数不断减小，所以第4次的记录数据有误；(3)因为充电宝的内阻很小，所以电阻R0串联在电路中，起保护电路的作用，避免使充电宝的放电电流过大损坏电路中的器件。故选C。答案：(1)NM(2)4(3)C二、创新考法不失分创新角度(一)实验目的

8、的创新1(2022四川高三模拟)某课外活动小组利用铜片、锌片和橙汁制作了橙汁电池，并利用所学知识设计电路测量该电池的电动势E和内阻r。他们在一个玻璃器皿中放入橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为橙汁电池的正、负极。使用的器材有：A毫安表(量程03 mA，内阻未知)；B滑动变阻器R1(最大阻值为500 )；C电阻箱R2(阻值范围为0999.9 )；D开关和导线若干。该小组成员分析发现，由于毫安表的内阻未知，所以无法直接测量该橙汁电池的电动势和内阻，经过思考后，该小组设计了如图甲所示的电路，先测出该毫安表的内阻Rg、再测量橙汁电池的电动势E和内阻r。(1)请按照图甲所示的电路图，用笔画线代

9、替导线，将图乙实物图中的滑动变阻器接入电路，要求当滑动变阻器的滑片滑到最右端时。滑动变阻器接入电路的阻值最大。(2)该小组连接好电路后，首先对毫安表的内阻Rg进行测量，请完善测量步骤。将滑动变阻器R1的滑片滑至最右端，断开开关S2，闭合开关S1；滑动滑动变阻器R1的滑片，使毫安表的指针达到满偏；保持_不变，闭合开关S2，调节电阻箱R2的阻值，使毫安表的示数达到满偏电流的一半；读出此时电阻箱R2的示数，即可求得毫安表的内阻Rg。(3)该小组发现，当毫安表的电流达到满偏电流的一半时，电阻箱的示数为50.0 ，则毫安表的内阻Rg_，用此种方法测得的毫安表的内阻与其真实值相比，测量值_(填“大于”“小

10、于”或“等于”)真实值。解析：(1)滑动变阻器的接法如图所示。(2)此种测量电阻的方法为半偏法，使用此方法测量未知电阻的阻值时，要求电路中其他元件的阻值不能发生变化，故应保持滑动变阻器接入电路的阻值不变。答案：(1)见解析图(2)滑动变阻器R1接入电路的阻值(3)50.0小于(4)1.00200创新角度(二)实验器材的创新2(2021湖南高考)某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌

11、上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：(1)将器材如图(a)连接：(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的_端(填“a”或“b”)；(3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数I，得到多组数据；(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图(b)所示，图线斜率为k，纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0。该电池电动势和内阻可表示为E_，r_；(用R0、RA、k、d、r0表示)(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0，利用现有器材设计实验，在图(c)方框中画

12、出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示)；(6)利用测出的r0，可得该电池的电动势和内阻。创新角度(三)实验原理的创新3(2020山东等级考)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 )；电压表V(量程3 V，内阻约3 k)；电流表A(量程0.6 A，内阻约1 )；滑动变阻器R(最大阻值为20 )；定值电阻R1(阻值2 )；定值电阻R2(阻值5 )；开关一个，导线若干。A电压表分流B干电池内阻较小C滑动变阻器最大阻值较小D电流表内阻较小(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.