统考版2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题七物理实验第14讲电学实验考点四以测量电源电动势为核心的电学实验教师用书

考点四以测量电源电动势为核心的电学试验1．常见测量电源电动势和内阻的三种方法依据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I.2．在数据处理问题中，利用图象得出电动势和内阻是常用的方法——留意“化曲为直”．例5[2024·湖北卷]某试验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图(a)所示电路，所用器材如下：电压表(量程0～3V，内阻很大)；电流表(量程0～0.6A)；电阻箱(阻值0～999.9Ω)；干电池一节、开关一个和导线若干．(1)依据图(a)，完成图(b)中的实物图连线．(2)调整电阻箱到最大阻值，闭合开关．逐次变更电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U.依据记录数据作出的UI图象如图(c)所示，则干电池的电动势为________V(保留3位有效数字)、内阻为________Ω(保留2位有效数字).(3)该小组依据记录数据进一步探究，作出R图象如图(d)所示．利用图(d)中图象的纵轴截距，结合(2)问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为________Ω(保留2位有效数字).(4)由于电压表内阻不是无穷大，本试验干电池内阻的测量值________(填“偏大”或“偏小”).预料6[2024·沧州二模]某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻(电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为500mA)．试验室备有如下器材：A．电压表V(量程为3V，电阻RV约为4.0Ω)；B．定值电阻R0(阻值为5Ω)；C．电阻箱R(0～999.9Ω)；D．开关S一只，导线若干．(1)为测量锂电池的电动势E和内阻r，该同学设计了如图甲所示的电路图．请你帮助该同学按图甲所示的电路图，将图乙中实物连线补充完整．(2)试验时，该同学通过变更电阻箱R的阻值，得到多组测量数据，依据测量数据作出图象，如图丙所示．则该锂电池的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω(结果均保留两位有效数字)．该试验中电动势E的测量值偏小，造成此系统误差的主要缘由是__________________________．预料7[2024·江苏省南京市六校联考]图(a)是测量旧电源的电动势E和内阻r的原理图．R0＝2.5Ω为定值疼惜电阻，电流表内阻不计，长度为60cm的某种材料制成的电阻丝ab上标有长度刻度．(1)在电阻丝接入电路前，运用多用电表测量他的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡________倍率(选填“×1”或“×100”)重新进行测量．正确操作后，多用电表的示数如图(b)所示，可得出电阻丝单位长度电阻μ0＝________Ω/m；(2)闭合开关S，记录ac的长度L和电流表A的示数I.多次滑动c点变更ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的值，则＝________；(用E、r、R0、L和μ0表示)(3)图(c)是依据多组试验数据得到的L图象，由图象得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(计算结果保留两位有效数字)考点四例5解析：（1）实物连线如图：（2）由电路结合闭合电路的欧姆定律可得U＝E－Ir，由图象可知E＝1.58V，内阻r＝eq\f(1.58－1.36,0.33)Ω≈0.67Ω.（3）依据E＝I（R＋RA＋r），可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(RA＋r,E)，由图象可知eq\f(RA＋r,E)＝2A－1，解得RA≈2.5Ω.（4）由于电压表内阻不是无穷大，则试验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即试验中测得的电池内阻偏小．答案：（1）实物图见解析（2）1.580.67（3）2.5（4）偏小预料6解析：（1）图乙中实物连线如图所示（2）由闭合电路的欧姆定律可知E＝U＋eq\f(U,R)（r＋R0）化简可得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(R0＋r,E)×eq\f(1,R)比照题图丙可知eq\f(1,E)＝0.3解得E≈3.3V依据表达式eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(R0＋r,E)×eq\f(1,R)可得，图丙斜率为eq\f(R0＋r,E)＝k＝eq\f(1.50－0.30,0.24)解得r≈12Ω电压表的分流主要导致试验中电动势E的测量值偏小．答案：（1）图见解析（2）3.312电压表的分流预料7解析：（1）在电阻丝接入电路前，运用多用电表测量他的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，说明待测电阻阻值较小，应选择欧姆挡“×1”倍率重新进行测量；正确操作后，多用电表的示数如图（b）所示，结果为6Ω，对长度为60cm的电阻丝ab，μ0＝eq\f(R,L)＝eq\f(6,60×10－2)Ω/m＝10Ω/m.（2）因为是串联电路，则E＝I（R0＋μ0L＋r），即eq\f(1,I)＝eq\f(μ0,E)L＋eq\f(r＋R0,E).（3）由图（c）可知eq\f(r＋R0,E)＝2A