2023届高考物理一轮复习课件：第五讲 测量电源的电动势和内阻

1.代数法：Ｕ=E-Ｉr一、实验原理U1=E-I1rU2=E-I2r2.图象法：ErIU0AV电流表示数不是总电流电压表示数不是外电压两种接法都有误差二、误差分析AV

第五讲测量电源的电动势和内阻I测I真E1/rUI0AVr测

<r真

r测

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E测

<E真E测

=E真IU1.电流表内接：2.电流表外接：E真E测I真I测IU0E真U真U测势阻都小势等阻大I测I真AV二、误差分析AV注意：对于干电池，外接法内阻测量相对误差太大，往往选用内接。除非知道RA才选用AVEr+R0IU0R01.电流表内接：2.电流表外接：势阻都小势等阻大二、误差分析例1．(2021年8省联考·河北卷)在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了如下器材和参考电路：电压表V1(量程3V，内阻约6kΩ)电压表V2(量程1V，内阻约6kΩ)电流表A1(量程0.6A，内阻约0.1Ω)电流表A2(量程2mA，内阻约1Ω)滑动变阻器R1(最大阻值3kΩ)滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)定值电阻R3(阻值1Ω)开关，导线若干(1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势(约1.0V)和内阻(约500Ω)。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。(2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。AC1.作图时对个别明显的误差点不考虑。三、注意事项1.5I/AU/V00.10.21.11.21.41.3I/A0.20.10.30.40.51.01.5U/V00.5******AVR0=1Ω2.纵轴可以不从零开始。内阻是多少？r=0.6Ω

纵截距=E，横截距不等于短路电流3.测干电池的电动势和内阻，应选用旧电池，旧电池的内阻较大，电压表示数变化明显4.用电压表和电流表测电池的电动势和内阻，应选用安培表的内接法.如只测电动势，可用外接法。7.U=0时的电流才是短路电流5.根据图象求E、r误差较小6.特别要注意有时候图像的纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI|。三、注意事项电阻箱1.安阻法：四:其它方案RI0R01I势等阻大电阻箱1.安阻法：四:其它方案R01I势等阻大2.伏阻法:电阻箱1R01U势阻都小[例2]

(2021·全国乙卷)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约为1.5V)和内阻r(小于2Ω)。图中电压表量程为1V，内阻RV＝380.0Ω；定值电阻R0＝20.0Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9Ω；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：(1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选________Ω(填“5.0”或“15.0”)；(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；15.0例3．下表是一个“3V，1.5W”的小电珠两端的电压和通过它的电流，根据表格中的数据在如图甲所示的坐标纸上作出了该小电珠的伏安特性曲线．U/VI/A000.50.171.00.301.50.392.00.452.50.49如图乙所示，将两个这样的小灯泡并联后再与电动势E=4V,内阻r=5Ω的电源相连，则每个小灯泡的实际功率为______W.0.3乙I2IIU=E2I·r+U2I·5+U=4104-UI==-0.1U+0.4例3．下表是一个“3V，1.5W”的小电珠两端的电压和通过它的电流，根据表格中的数据在如图甲所示的坐标纸上作出了该小电珠的伏安特性曲线．U/VI/A000.50.171.00.301.50.392.00.452.50.49如图丙所示，将两个这样的小灯泡串联后再与电动势E=4V,内阻r=5Ω的电源相连，则每个小灯泡的实际功率为______W.0.56UIU=EI·r+2UI·5+2U=454-2UI==-0.4U+0.8丙XX考法一实验原理与操作1．(2022·青岛模拟)为了测量一节新干电池的电动势和内阻。(1)某同学使用多用电表粗测电池的电动势，以下操作不必要的是________。A．使用前进行欧姆调零B．选择直流2.5V挡进行测量C．实验结束后将挡位旋至交流电压最高挡D．红表笔接电源的正极，黑表笔接电源的负极(2)

如图甲所示，A、B、C、D是滑动变阻器的四个接线柱，在使用时要求滑片P向右滑动接入电路的电阻变大，则接入电路的接线柱可以是________。A．A和B

B．B和CC．A和D

D．C和DAC(3)某同学准备用以下给定的器材和一些导线来完成实验，器材如下。A．量程3V的电压表VB．量程0.6A的电流表AC．定值电阻R0(R0

＝1.5Ω)D．滑动变阻器R1(0～10Ω)E．开关S①请用笔画线代替导线在图乙中完成实物图连接。②实验中，改变滑动变阻器的阻值，得到了六组实验数据，已在图丙所示U-I坐标系中描点，请作出U-I图像，根据图像得出该干电池的内阻r＝_______________________________Ω(保留两位有效数字)。0.42(0.40～0.44均可)2．(2021年8省联考·河北卷)在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了如下器材和参考电路：电压表V1(量程3V，内阻约6kΩ)电压表V2(量程1V，内阻约6kΩ)电流表A1(量程0.6A，内阻约0.1Ω)电流表A2(量程2mA，内阻约1Ω)滑动变阻器R1(最大阻值3kΩ)滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)定值电阻R3(阻值1Ω)开关，导线若干(1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势(约1.0V)和内阻(约500Ω)。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。(2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。AC(1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势(约1.0V)和内阻(约500Ω)。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。(2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。(3)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点如图。请画出U-I图像，并求出电动势E为________V，内阻r为________Ω(小数点后保留两位)。AC1.500.13考法二数据处理与误差分析3．(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0.6A的电流表、一个电池组(电动势E不大于4.5V、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，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(n＝1,2,3,4,5)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。

n12345In/A0.3340.2860.2500.2240.200Y/A－12.5001.9981.4951.0300.495根据上述数据作出Y-n图像，如图(b)所示，可得R＝________Ω(保留2位有效数字)，同时可得E＝________V(保留2位有效数字)。(4)本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值________影响(选填“有”或“无”)。得:E＝4.0V

R＝2.0Ω无2.0Ω4.0V4．(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5V，内阻很小，最大放电电流为2A，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，另有滑动变阻器R用于改变电路中的电流，定值电阻R0＝3Ω，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)NM(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/A0.2990.4770.6840.8771.0651.2811.516电压U/V4.9704.9524.9324.9424.8944.8724.8484C[例1]

(2021·全国乙卷)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约为1.5V)和内阻r(小于2Ω)。图中电压表量程为1V，内阻RV＝380.0Ω；定值电阻R0＝20.0Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9Ω；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：(1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选________Ω(填“5.0”或“15.0”)；(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；15.0得E＝1.56V

得r＝1.5Ω1.561.5得E′＝1.48V5[例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θ和电流表示数