高考物理总复习第八章恒定电流8-3-3实验十测定电源的电动势和内阻

试验十测定电源电动势和内阻01020304高考模拟演练备选训练试验基础梳理

热点一教材原型试验

热点二试验拓展创新

1/29试验基础梳理试验目标1.掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻方法；深入了解闭合电路欧姆定律．2.掌握用图象法求电动势和内阻方法．2/29试验基础梳理第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A3/29试验基础梳理4/29试验基础梳理1．选取旧电池：为了使电路路端电压改变显著，电池内阻宜大些，可选取已使用过一段时间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会显著下降，内阻r会显著增大，故长时间放电不宜超出0.3A，短时间放电不宜超出0.5A．所以，试验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完马上断电．3．计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且改变范围要大些，用方程组求解时，要将测出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．4．合理选择标度：为使图线分布空间大，如右图所表示，纵坐标能够不从零开始，则图线和横轴交点不再是短路电流，电源内阻不能用r＝E/I短确定，应依据r＝|△U/△I|确定．注意事项5/29试验基础梳理误差分析1．用图象法求E和r时作图不准确。2．因为电流表或电压表分压或分流存在系统误差。本试验中测量结果是：E测<E真，r测<r真。6/29试验热点突破热点一教材原型试验转到下页【例1】（·四川理综，8Ⅱ）用如图3所表示电路测量电源电动势和内阻。试验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。试验主要步骤：（ⅰ）将滑动变阻器接入电路阻值调到最大，闭合开关；（ⅱ）逐步减小滑动变阻器接入电路阻值，记下电压表示数U和对应电流表示数I；（ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作U－I图线（U、I都用国际单位）；（ⅳ）求出U－I图线斜率绝对值k和在横轴上截距a。7/29回答以下问题：（1）电压表最好选取

；电流表最好选取

。A.电压表（0～3V，内阻约15kΩ）B.电压表（0～3V，内阻约3kΩ）C.电流表（0～200mA，内阻约2Ω）D.电流表（0～30mA，内阻约2Ω）（2）滑动变阻器滑片从左向右滑动，发觉电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是

。A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱（3）选取k、a、R1和R2表示待测电源电动势E和内阻r表示式E＝

，r＝

，代入数值可得E和r测量值。试验热点突破8/29试验热点突破转回原题9/29变式训练1某兴趣小组利用图4所表示电路测定一组干电池内阻r和一待测电阻阻值Rx。已知电池组电动势约为6V，电池组内阻和待测电阻阻值都约为10Ω，且不超出10Ω，可供选取试验器材有：A．电流表A1（量程0～30mA）；B.电流表A2（量程0～100mA）；C.电压表V（量程0～6V）；D.滑动变阻器R1（阻值0～5Ω）；E.滑动变阻器R2（阻值0～300Ω）；开关S一个，导线若干条。该试验过程以下：(1)在连接电路前，先选择适当器材，电流表应选取________，电压表应选用________。(填所选器材前字母)试验热点突破转到下页10/29试验热点突破转到解析转到上页(2)按图4正确连接好电路后，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，逐次调小其接入电路阻值，测出多组U和I值，并统计对应数据，以U为纵轴，I为横轴，得到图5所表示图线。

(3)断开开关S，将Rx改接在B、C之间，A与B用导线直接相连，其它部分保持不变。重复步骤(2)，得到另一条U－I图线，其斜率绝对值为k。(4)依据上面试验数据结合图5可得，电池组内阻r＝________Ω；用k和r表示待测电阻关系式为Rx＝________。

11/29试验热点突破转回原题12/29试验热点突破热点二试验拓展创新

方法1安—阻法（1）试验原理用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所表示，测量原理为：E＝I1（R1＋r），E＝I2（R2＋r），由此可求出E和r，此种方法使测得电动势无偏差，内阻偏大。若已知电流表A阻值可消除测内阻系统误差。（2）图象法处理数据13/29试验热点突破14/29试验热点突破例2

(·湖北省襄阳市高三调研)如图所表示为某兴趣小组测量电池组电动势和内阻试验原理图，已知电池组电动势约3V，内阻约2Ω。现提供器材以下：A．电池组B．电压表V1(量程0～10V，内阻约10000Ω)C．电压表V2(量程0～3V，内阻约10000Ω)D．电阻箱R(0～99.9Ω)E．定值电阻R1＝20ΩF．定值电阻R2＝1000ΩH．开关和导线若干(1)假如要准确测量电源电动势和内阻，电压表V应选择________(选填“B”或“C”)；定值电阻R0应选择________(选填“E”或“F”)。15/29试验热点突破转到解析转到上页(2)改变电阻箱阻值R，统计对应电压表读数U，作出图象如图所表示，图线与横、纵坐标轴截距分别为－b、a，定值电阻阻值用R0表示，则可得该电池组电动势为________，内阻为________。(3)该试验测得电动势与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，内阻测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。16/29试验热点突破转回原题转到下页17/29试验热点突破转回原题转到上页18/29试验热点突破变式训练2(·山东省潍坊市高三统考)某兴趣小组要准确测定电源电动势和内阻，他们找来了以下器材：A．电流表G(量程为30mA、内阻未知)B．电阻箱R(0～999.9Ω)C．滑动变阻器R1(0～20Ω)D．滑动变阻器R2(0～1kΩ)E．开关、导线若干F．电源E(电动势约10V)(1)要完成试验，首先需测量电流表G内阻。测量电流表G内阻试验电路如图11所表示。①将下述试验过程补充完整。

转到下页19/29a．选择器材，滑动变阻器R′应该选取________(选填“R1”或“R2”)；b．连接好电路，R′滑片应调到________(选填“a”或“b”)端；c．断开S2，闭合S1，调整R′，使电流表G满偏；d．保持R′不变，闭合S2，调整电阻箱R阻值，当R＝10Ω时，电流表G示数为20mA；②假如认为闭合S2前后干路上电流不变，则电流表G内阻Rg＝________Ω。(2)在测出电流表内阻Rg后，测定该电源电动势和内阻电路如图甲所表示。闭合开关S，调整电阻箱R，读取对应电流表示数I，统计多组数据(R，I)，得到如图乙所示－R图线，则电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。试验热点突破转到解析转到上页20/29试验热点突破转回原题21/29高考模拟演练转到下页22/29高考模拟演练转到解析转到上页(1)图甲为该同学设计电路图一部分，将电路图补充完整。(2)图甲中R1应选________(填“RA”或“RB”)。(3)改变滑动变阻器接入电路阻值，分别记下几组电压表示数U和对应电流表示数I；以U为纵坐标，I为横坐标，作U－I图线如图乙所表示，并求出U－I图线在横轴上截距a和在纵轴上截距b。请选取待测电源电动势E、内阻r、定值电阻R1和R2，写出a、b表示式，a＝________，b＝________，代入对应数值即可得E和r测量值。23/29高考模拟演练转回原题24/29高考模拟演练转到解析2．

·天津理综，9(3)某探究性学习小组利用如图14所表示电路测量电池电动势和内阻。其中电流表A1内阻r1＝1.0kΩ，电阻R1＝9.0kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0Ω电阻。①按图示电路进行连接后，发觉aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开导线。为了确定哪一条导线内部是断开，将电键S闭合，用多用电表电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是______导线断开；若读数为零，则一定是______导线断开。②排除故障后，该小组顺利完成试验。经过屡次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2多组I1、I2数据，作出图象如图15。由I1－I2图象得到电池电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

25/29解析①用多用电表电压挡检测电路故障，电压表表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在a、b′间后有示数，说明电路被接通，即a、b′间有断路故障，再测量a、a′间电压，电压表读数不为零，说明断路故障范围被缩小到a、a′间，则一定是aa′导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，电路故障一定是bb′导线断开。②依据闭合电路欧姆定律得E＝I1(R1＋r1)＋(I1＋I2)(R0＋r)，I1≪I2，上式可简化为E＝I1(R1＋r1)＋I2(R0＋r)，读出两点坐标：(60mA，0.12mA)和(260mA，0.05mA)，代入方程解得电动势E＝1.41V，内阻r＝0.5Ω。答案①aa′

bb′②1.41(1.36～1.44均可)

0.5(0.4～0.6均可)高考模拟演练转回原题26/29备选训练【备选训练】为了测定电源电动势E、内电阻r大小并同时描绘出小灯泡伏安特征曲线,某同学设计了如图甲所表示电路.闭合开关,调整电阻箱阻值,同时统计电阻箱阻值R,电压表V1示数U1,电压表V2示数U2.依据统计数据计算出流过电阻箱电流I，分别描绘了a、b两条U－I图线,如图乙所表示．请回答以下问题：(1)写出流过电阻箱电流I表示式：