《 备考指南 物理 》课件-第8章 实验9

恒定电流第八章实验九测定电源的电动势和内阻栏目导航01知识梳理查漏03配套训练02题点

各个击破知识梳理查漏1一、实验目标1．掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律．2．掌握用图像法求电动势和内阻的方法．二、实验原理1．实验依据：闭合电路的欧姆定律．2．实验电路：如图所示．三、实验器材待测电池、电压表(0～3V)、电流表(0～0.6A)、滑动变阻器(10Ω)、开关、导线、坐标纸等．四、实验步骤1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按实验原理图连接好实物电路．2．把变阻器滑片移到使电路中的阻值达到最大值的一端．3．闭合开关，调节变阻器使电流表有明显示数，并记录下一组电流表和电压表的示数．用同样方法测量并记录几组I、U值，并填入表格中．4．断开开关，拆除电路，整理好器材．五、数据处理方法一：取6组对应的U、I数据，数据满足的关系为U1＝E－I1r、U2＝E－I2r、U3＝E－I3r…让第1式和第4式联立，第2式和第5式联立，第3式和第6式联立，这样可解得3组E、r.取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小．5．相对于电源内阻而言，电流表要外接(因为r很小)．4．若采用如图甲所示电路，电流是准确的．当I很小时，电压表的分流很小，但随着电压的减小，电流I增大，电流表的分压作用也逐渐增大．此种情况如图乙所示，所以E测＝E真，r测>r真．题点各个击破2例1

(2022年鹰潭一模)某同学要用伏安法测一节干电池的电动势和内阻．现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表A1(量程0～0.6A，内阻r＝0.3Ω)C．电流表A2(量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω)D．电压表V1(量程0～3V，内阻未知)E．电压表V2(量程0～15V，内阻未知)F．滑动变阻器R1(0～10Ω，2A)G．滑动变阻器R2(0～100Ω，1A)H．开关、导线若干命题点一教材标准实验变形在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差．在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择________，电压表选择________，滑动变阻器选择________．(2)实验电路图应选择如图中的________(填“甲”或“乙”)．(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图像，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.【答案】(1)B

D

F

(2)甲(3)1.50

0.71．实验小组要测量一个电池组的电动势E和内阻r，并测量保护电阻的阻值Rx.已知电池组的电动势约为6V，电池内阻和待测电阻阻值均为几十欧．可选用的实验器材有：电流表A1(量程0～30mA)；电流表A2(量程0～100mA)；电压表V1和V2(量程均为0～6V)；滑动变阻器R1(阻值0～5Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～300Ω)；开关S一个，导线若干．某同学设计的实验过程如下：①实验电路如图甲所示，正确连接电路．②将变阻器R接入电路的阻值调到最大，闭合开关S.③逐渐减小变阻器R的阻值，测量并记录多组电压表和电流表的数据U1、U2、I.根据上面信息，回答下列问题：(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(2)图乙是根据步骤③的测量数据作出的U1－I图像．由图像可知，电源电动势E＝________V，电源内阻r＝________Ω.(结果均保留2位有效数字)(3)用U1、U2、I表示待测保护电阻的阻值Rx＝________.考虑电表内阻对测量结果的影响，实验中待测电阻的测量值与真实值相比________(填“偏小”“偏大”或“相等”)．2．(2020年山东卷)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(电动势约为1.5V，内阻小于1Ω)；电压表V(量程3V，内阻约为3kΩ)；电流表A(量程0.6A，内阻约为1Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)；定值电阻R1(阻值2Ω)；定值电阻R2(阻值5Ω)；开关一个，导线若干．(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示．结果发现电压表示数的变化范围比较小．出现该现象的主要原因是______．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.请根据实验数据回答以下问题：①图丁上已标出后3组数据对应的坐标点．请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像．序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(填“R1”或“R2”)．③用笔画线代替导线，请在图丙上按照改进后的方案将实物图连接成完整电路．【答案】(1)B

(2)①如图甲所示②R1

③如图乙所示1．用一只电流表和一只电阻箱测量电源的电动势E和内阻r，如图所示．命题点二实验创新迁移2．用一只电压表和一只电阻箱测量电源的电动势E和内阻r，如图所示．若能测出多组U、R值，也可以用上述方法通过图像法求得电源的内阻和电动势．以上方法均未考虑电表内阻对电路的影响．当考虑电表内阻时，不同电路中引起的测量误差不相同，这里不讨论．例2

(2021年全国乙卷)一实验小组利用图甲所示的电路测量一电池的电动势E(约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．按电路图连接好电路．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__________(填“5.0”或“15.0”)Ω；(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；甲乙1．(2021年湖南卷)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，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、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)将器材如图甲连接．甲(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的________(填“a”或“b”)端．(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，所得图像如图乙所示．图线斜率为k，与纵轴截距为d.设单位角度对应电阻丝的阻值为r0.则该电池的电动势和内阻可表示为E＝__________，r＝__________.(用R0、RA、k、d、r0

表示)乙(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，在图丙方框中画出实验电路图．(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．丙(5)实验器材中有定值电阻R0

和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图．原理的简单说明：①将开关置于R0

位置，读出电流表示数I0；②

将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度直到电流表示数为I0，读出此时角度θ；③

此时θr0＝R0，即可求得r0

的数值．2．用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．定值电阻R1＝16Ω.(1)闭合开关S后，电压表V1无读数，电压表V2有读数．经检查发现电路中存在断路故障，则该故障可能在________(填“a、b”“b、c”或“c、d”)两点间．(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表的示数U1、U2，如表所示．请根据表中数据在图乙中作出U2－U1的图像．(3)由图像可知，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留2位有效数字)(4)实验中，产生系统误差的主要原因是______________________．【答案】(1)c、d

(2)见